一种3D打印设备来刺激神经
一种带有3d打印外壳的微型薄膜电极被植入了鸣禽的外周神经系统,在那里它成功地记录了驱动鸣禽发声的电脉冲。
这项研究被视为一种进步在bioelectronic医学的新兴领域,最终可能导致一个新的治疗炎症性肠综合症等疾病,风湿性关节炎、糖尿病、蒂姆·加德纳说,俄勒冈州大学的神经学家菲尔和彭妮骑士校园加速科学的影响。
他的研究团队开发了一种被称为纳米夹的设备,直径约为人类头发的直径。这是第一个用于记录或刺激周围神经的袖带电极,其制作规模与身体中最小的神经兼容。这项研究是在他之前在波士顿大学的实验室完成的,目前正在他的骑士校园实验室进行进一步的研究。
“我认为许多未来的设备将使用标准洁净室工艺涉及薄膜微制造的组合和新利18官方在微米尺度上,“加德纳说,。“这适用于生物医学植入物以及实验物理和其他领域的设备。”
NanoClip可以解码和调节在外周神经系统中行进的电信号,其含有脑和脊髓外部的神经和神经元细胞,可控制末端器官。Gardner说,生物电解说,寻求调制这些信号以治疗慢性问题,如哮喘在一些COVID-19病例中,膀胱控制、高血压、多囊卵巢综合征甚至是破坏性的炎症反应。
除了在成年雄性斑马雀的发声过程中实现稳定的高信噪比记录,该装置允许研究人员精确控制神经的输出。他们能够在纳米液内的六个电触点上唤起不同空间的不同空间模式的不同的声音。
这种时空控制可能对于寻求不仅激活神经的未来生物医学植入物可能是有用的,而是对末端器官具有不同功能的神经内的特定结构进行空间选择性。
加德纳说,这款设备的一个关键特点是易于操作外科手术植入是未来生物电药物研究的一个重要课题。他说:“想象一下,你必须操纵一根小神经,用镊子把一个装置放在上面,打开袖带电极,并把它放在神经上。”“目前袖带电极所需要的微操作可能会损害最小的神经。相比之下,3d制作的纳米芯片只需将其植入神经即可。这种植入的简易性可能会使锁眼或其他微创手术成为可能。”
这些纳米夹是用研究小组设计的3D打印机制作的。Gardner说,这种打印机的生产速度比市面上类似分辨率的打印机快20倍。
虽然本文中描述的装置使用未批准的人使用的适当的光致抗蚀剂化学,但实验室中制造的电流纳米液体电极使用与现有牙科材料密切相关的方法,表明未来人类使用的可能性。
虽然现在有研究小组在人体上测试神经疗法,包括葛兰素史克(GlaxoSmithKline)旗下的Galvani Bioelectronics公司,该公司部分资助了这项研究,但该研究的共同作者在他们的结论中写道,“神经信号与生理功能相关的基础科学必须得到扩展。”
“这项研究真的是对专注于亚瑟结构的新制造方法的早期考验,”加德纳说。“骑士校园里的实验室工作的重点是改进用于整合薄膜制造和微米分辨率3D打印的方法,并使用这些工具来创建新的设备。”新利18官方
来源:俄勒冈大学