微型無線裝置在1~2周後會被機體自然吸收。

《自然·醫學》(Nature Medicine)雜誌10月8日報道,美國西北大學(NWU)和華盛頓大學(WU)的研究人員進行了生物電子醫學的首次嘗試。他們開發了一種微型無線神經裝置,可用於加速神經再生和改善受傷神經的癒合情況。目前,該裝置已經在動物實驗中取得了良好效果。無線裝置的尺寸僅約硬幣大小,與普通紙張厚度接近,在機體內運行約2周後可以被自然吸收。研究人員認爲,生物電子醫學技術有朝一日或可成爲現有醫療手段的重要補充,甚至替代品。它能以“臨時”的方式直接在病竈點提供治療,從而減少傳統永久性植入裝置的副作用和風險。NWU研究人員、生物集成技術先驅、論文作者約翰·A·羅傑斯(John A Rogers)教授說:“生物電子醫學療法可以讓神經損傷患者有更多選擇。”

對於需要手術治療的病人,標準做法是在手術過程中進行電刺激以幫助恢復。但長久以來,醫生們無法在復健過程中持續提供電刺激。WU副教授、論文作者威爾森·雷(Wilson Ray)博士說:“衆所周知,手術過程中的電刺激對治療有益,但在手術結束後,電刺激的干預窗口就關閉了。而通過可吸收無線裝置,我們證實定期電刺激對神經恢復有進一步的促進作用。”

在過去的8年中,羅傑斯的實驗室已經開發了一套完整的可降解電子材料製造技術。因此當雷等發現需要通過電刺激療法加速康復過程時,羅傑斯等站了出來。他們設計了一種薄而靈活的裝置,可以包裹受傷的神經,並在特定時間點發送電脈衝,發射過程可以持續到裝置在體內無害降解爲止。這種裝置由身體外部的發射器無線供電和控制,簡便易操作。

羅傑斯和雷等利用無線裝置,對坐骨神經受損的小鼠進行了研究。他們用無線裝置爲受傷小鼠提供1~6天,每次1小時的電刺激,然後在接下來的10周內觀察小鼠的康復情況。他們發現,電刺激在幫助小鼠恢復肌肉質量和肌肉力量方面效果顯著。小鼠接受電刺激的時間越長,恢復速度越快,恢復也更徹底。裝置未顯示不良的生物學效應。雷說:“通過這項研究,我們確定了長時間的電刺激對康復過程有積極影響。接下來,我們可以開始尋找最理想的刺激時間了。”

通過改變裝置中材料的組成和厚度,羅傑斯等可以對無線裝置的工作時間進行精確控制——新版本的裝置可以在降解前提供數週的電脈衝刺激。設備可以在體內降解非常重要,這消除了二次手術對患者的額外風險。此外,研究人員認爲這種裝置還可以充當臨時起搏器,以及作爲刺激脊髓等部位的接口。

編譯:雷鑫宇 審稿:阿淼 責編:張夢

期刊來源:《自然·醫學》

原文鏈接:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181008183344.htm

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