2025年12月26日发布 | 26阅读

【经典文献】第128期:一种通过细胞-电子混合技术的非手术脑植入方法用于局部神经调控

白红民

中国人民解放军南部战区总医院神经外科

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   用于脑刺激的生物电子植入体已被用于治疗脑部疾病,但需通过侵入性手术实现。为提供一种非侵入性的替代方案,我们报道了一种无需手术的植入技术,该技术由免疫细胞与电子元件的杂交体构成,我们称之为“循环电子学”(Circulatronics)。这种装置可通过静脉注射方式递送,并能自主导航至大脑中的炎症区域,在那里完成植入并启动神经调控功能,从而彻底避免了传统手术的需求。为了开发出合适的电子器件,我们设计并制造了亚细胞尺寸的无线光伏电子设备,这些设备能够高效地将光能转化为电能,具备极高的能量转换效率。在小鼠实验中,我们成功展示了这一非手术植入方法:将装置精准定位到发炎的大脑区域,以模拟多种神经系统疾病的治疗靶点,并选用单核细胞作为载体细胞。通过共价键将这些材料连接到亚细胞尺寸的无线光伏电子器件上,并将所得杂化体经静脉注射入体内。我们还展示了在炎症区域周围实现30微米精度的神经刺激效果。因此,借助将电子功能与活细胞的生物运输及靶向能力相融合的技术,这一方法可为自主植入式生物电子设备奠定基础。

    尽管本研究采用了光学模式进行无线能量采集,但未来可根据实际应用需求,进一步探索其他能量采集方式,这将有助于推动“循环电子学”及本文所展示的细胞-电子杂交技术的广泛应用。此外,未来的研究还可聚焦于提升此类器件的自主植入效率,例如通过表面功能化、细胞工程化、细胞活化以及优化注射路径等手段来实现。同时,针对不同应用场景,还可进一步调整器件的设计,以满足慢性或瞬时使用的需求。





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END

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