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有机电极可实现无需手术的短期电疗
发布日期:2023-08-22 15:05:47  稿源:cnBeta.COM

研究人员开发出了一种柔软的导电电极,这种电极不需要进行侵入性手术植入,而且随着时间的推移会被人体吸收。他们说,他们的方法可能是一种通过电刺激治疗癌症和神经损伤等非慢性疾病的新方法。对组织和神经系统的治疗性电刺激通常用于帕金森病或癫痫等慢性疾病,通过手术植入电极向特定脑区提供电脉冲。但电疗也能使疼痛、神经损伤或癌症等非慢性疾病患者受益。

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研究人员在斑马鱼的大脑中植入了一个可溶解的有机电极,用它来发送电信号(以绿色标出)Hjort 等人/隆德大学

隆德大学和哥德堡大学的研究人员开发出了一种导电有机电极,这种电极无需侵入性手术即可植入人体,与人体融为一体,并随着时间的推移而溶解。

这项研究的第一作者马丁-希约尔特(Martin Hjort)说:"我们的工作自然地将电子与生物系统集成在一起,这为治疗难以治愈的非慢性疾病提供了可能性。在研究中,我们使用了斑马鱼,它是研究大脑结构中有机电极的极佳模型"。

研究人员使用 A5 制作了电极,这是一种水溶性混合离子电子聚合物,具有独特的品质:它能在凝胶铸模中自组装,生成一种高导电性水凝胶,并在数月内保持稳定。它还由称为低聚物的小聚合物组成,因此具有更好的生物吸附特性。

斑马鱼是肢体再生和神经病变或神经损伤导致疼痛的模型,研究人员利用套管直径为30微米的注射器将A5注入斑马鱼的大脑(A5纳米粒子平均大小为80纳米)。当 A5 与内源性离子发生作用时,它会自行排列形成一个稳定的软电极。

随着时间的推移,软电极的厚度逐渐增加,树突开始从中生长出来,与周围的细胞形成紧密联系。通过对植入电极的鱼切除的脑片施加电脉冲,研究人员可以控制神经信号。

"我们开发了一种技术,用一根头发丝大小的针将纳米粒子溶液注入组织中,"该研究的通讯作者罗杰-奥尔森说。"这些由小分子链(聚合物)组成的微粒随后自组织成一种导电结构,并与人体细胞融为一体。"

导电结构在插入后九天左右开始降解,然后被完全吸收,不会对鱼造成损害。研究人员说,他们的新型微创电极为将其用于非慢性治疗提供了可能性。下一步是在更大的啮齿类动物和灵长类动物的大脑中尝试这种方法。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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