生物行移动版

一项发表于《自然·医学》（Nature Medicine）的研究展示了无线生物可吸收电子系统在神经再生治疗中的潜力。该研究于10月8日以“Wireless bioresorbable electronic system enables sustained nonpharmacological neuroregenerative therapy”为题发表。

DOI：https://doi.org/10.1038/s41591-018-0196-2

由西北大学材料科学家和工程师与华盛顿大学神经外科医生合作开发的这种装置，在手术修复后，可向受损的大鼠周围神经传递规律的电脉冲，加速腿部神经再生，并增强肌肉力量和控制力的恢复。该无线装置仅十美分硬币大小，厚度如一张纸，在自然吸收到人体内之前，工作时间约为两周。

手术治疗的局限性

对于需要手术的病例，标准做法是在手术期间给予电刺激以帮助恢复。但医生们此前缺乏在整个恢复过程中持续提供额外刺激的方法。虽然该装置尚未在人体中测试，但为神经损伤患者提供了未来的治疗选择。

华盛顿大学神经外科、生物医学工程和矫形外科副教授Wilson Z. Ray表示：“我们知道手术期间的电刺激有帮助，但一旦手术结束，介入窗口就关闭了。有了这种装置，我们能够证明定期电刺激可进一步增强神经恢复。”

生物集成技术先驱John Rogers为研究的共同通讯作者。过去八年中，他和团队开发了整套电子材料、设备设计和生物降解制造技术。当Ray团队发现需要基于电刺激的疗法加速伤口愈合时，Rogers和西北大学团队共同开启了这项工作。

无线设备在一两周后会自然地吸收到人体内。（来源：西北大学）

安全可控的新设备

该装置薄而灵活，可包裹受伤神经，由体外发射器无线供电和控制，在特定时间点放电刺激，直至装置在体内无害降解。

研究人员对坐骨神经损伤大鼠进行了研究。该神经在腿部传递信号，控制小腿和足部肌肉。他们使用装置每天给大鼠提供一小时电刺激，持续一、三、六天，或不进行电刺激，监测10周内的恢复情况。

结果发现，任何电刺激都比不刺激好，且接受电刺激的天数越多，恢复神经信号和肌肉力量的速度越快、越彻底。未发现装置及其再吸收的不良生物效应。

Ray介绍，他们正着手寻找最大限度恢复肌肉力量的最佳刺激时间。通过改变装置材料组成和厚度，Rogers团队可精确控制其在被吸收前保持功能的天数，新版本可提供数周电脉冲。装置在体内降解的能力避免了二次手术移除，消除了患者额外风险。

研究还表明，该装置可充当临时起搏器，并作为脊髓和其他刺激部位的接口，表明其在外周神经系统之外的广泛效用。

Rogers说：“近10年来，瞬态电子器件的概念一直是我们团队非常感兴趣的话题。我们很兴奋，现在有了材料、设备、制造方法和系统级工程概念，可能以与人类健康息息相关的方式运用这些概念。”