生物相容的PVDF纳米纤维与嵌入的磁铁纳米光盘使前运动皮层中的无线磁电刺激成为可能

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 神经科学是一个神经科学.
• 材料工程 材料工程 材料工程

背景情况:

• 无线神经调制旨在克服侵入性硬件的局限性,并提高组织兼容性.
• 磁电 (ME) 材料提供磁场诱导的电刺激,用于最小侵入的神经激活.
• 现有的ME系统往往使用硬的陶组件,具有较差的生物相容性.

研究的目的:

• 为无线神经调节开发一个灵活,生物相容,主要是有机的ME平台.
• 为了研究不同磁激活策略 (扭矩与磁阻) 对于神经刺激的有效性.
• 为了证明这个新的ME平台在体内调节神经活动和运动行为的潜力.

主要方法:

• 柔性ME纤维的制造使用嵌入异型磁铁纳米盘 (MNDs) 的聚乙烯化物 (PVDF) 纳米纤维.
• 磁电电压系数的表征和PVDF压电β相的保存.
• 在实验室中通过成像和在小鼠体内研究进行神经元激活评估,涉及运动行为调制.

主要成果:

• 开发的ME纤维显示磁电电压系数为1.26Vcm^-1Oe^-1.
• 在触发神经元响应方面,高频磁力约束证明比基于扭矩的激活更有效.
• 在体外和体外实验表明了强大的神经激活,生物相容性和运动行为的无线调制.

结论:

• 这项研究介绍了第一个使用柔软,生物相容的纤维复合材料的无线磁电神经调节.
• 灵活的ME纤维为刚性生物电子接口提供了一个有希望的替代方案.
• 这项技术为先进的,不那么侵入性的神经接口铺平了道路,而无需绑定系统.