通过将机械应变与电子运输脱而出的关节神经生物电子学
Tong Li1,2, Fei Jin2, Lisha Hua2,3
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China.
Science advances
|November 26, 2025
概括
研究人员为动态关节神经开发了超弹性,基于液体金属的生物电子技术. 这些设备实现了高伸展性,稳定的导电性和透性,克服了神经接口目前可伸缩电子的局限性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 神经科学是一个神经科学.
背景情况:
- 动态关节神经的植入式生物电子在实现机械合规性,稳定导电性和代谢透性方面面临挑战.
- 目前的可伸缩设备无法满足关节神经的极端应变要求 (>120%) 和生理需求.
研究的目的:
- 为动态关节神经开发基于液体金属的新型超弹性纤维生物电子产品.
- 通过分子工程和结构设计,克服现有的神经电子接口的界面和机械限制.
主要方法:
- 在液体金属纳米颗粒上使用醇功能化的自组装单层,以增强神经组织粘附.
- 工程化异型银纳米线网络,将机械应变与电导率脱.
- 设计了一个多孔网状结构,具有高的流体透性,促进营养物质的交换.
主要成果:
- 在150%的重复应变下,由于脱应变和电子传输,实现了微不足道的阻力变化.
- 与传统材料相比,证明了流体透率高出五个数量级.
- 成功地与老鼠部神经集成,在6周内进行慢性神经调节,而没有功能障碍.
结论:
- 引入了一类新的生物机械适应性神经电子技术,克服了动态神经接口的关键限制.
- 开发的技术为交互动态生物系统提供了通用框架,包括假肢感官反和神经退行性疾病治疗.
