可注射水凝生物电刺激器用于无线深脑神经调节
Ming Yang1, Wenliang Liu1, Ping Chen1
1National Engineering Research Center for Nanomedicine, College of Life Science and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China.
研究人员开发了一种用于无线神经调节的可注射导电水凝,为深度大脑刺激 (DBS) 提供了最少侵入性的替代方案. 这种新的水凝生物电子技术在治疗像帕金森病这样的神经系统疾病方面表现有前途.
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.
- 生物电子学 生物电子学
背景情况:
- 深度大脑刺激 (DBS) 是神经和精神疾病的关键治疗方法.
- 目前的DBS方法面临的局限性包括侵入性,绑定的配置和组织兼容性问题.
- 需要无线,最少侵入性的神经调节替代品.
研究的目的:
- 为无线神经调节开发一种在位凝注射导电水凝 (ICH),用于无线神经调节.
- 研究神经元激活电场局部化的机制.
- 在帕金森病的老鼠模型中评估ICH介导刺激的治疗疗效.
主要方法:
- 通过生物催化聚合物和静电自组装在现场凝结导电水凝.
- 使用高频电容合的无线神经调节.
- 通过信号传递和c-Fos表达来评估神经元激活.
- 电生理学记录以评估基底状皮质活动.
- 在患有帕金森病的老鼠模型中进行行为测试和fMRI分析.
主要成果:
- 可注射的导电水凝在体内形成了一个稳定,导电,软组织和生物相容的网络.
- 高频电容合诱导了在水凝-组织接口的电场定位,激活神经元.
- ICH刺激表明信号增强,c-Fos表达增加,以及平衡的基底 - 皮质活动.
- 在患有帕金森病的老鼠中,ICH刺激改善了运动行为,保存了多巴胺基神经元,并恢复了功能连接和结构完整性.
- 在ICH刺激后,fMRI证实恢复了功能连接和结构完整性.
结论:
- 开发的可注射导电水凝可实现无线,最少侵入性的神经调节.
- 这种水凝生物电子平台为治疗神经系统疾病提供了一种有前途的方法.
- 这项研究突出了局部电场产生神经激活的新策略.
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