慢性疼痛和神经功能紊乱长期困扰着全球数以亿计的患者,现有的临床干预策略主要依赖阿片类等系统性药物治疗或通过外科手术植入神经刺激器。然而,药物治疗常伴随耐药性及严重副作用,而传统神经调节植入物通常体积庞大、手术创伤重且伴随导线断裂和感染等诸多并发症。近日,发表在权威学术期刊《科学进展》(Science Advances)上的一项最新突破性研究,为这一临床困境提供了极具前景的微创替代方案:科研团队成功研制出一种仅有种子大小的可注射微型无线神经刺激器件,有望彻底重塑外周神经调控治疗格局。
该项研究由纽约大学阿布扎比分校(NYU Abu Dhabi)、纽约大学坦登工程学院与阿布扎比克利夫兰诊所(Cleveland Clinic Abu Dhabi)等多学科团队合作完成。该微型装置尺寸极其微小,可借助常规注射器直接穿刺递送至特定外周神经解剖位置,完全省去了侵入性外科手术切开与剥离组织的过程。
植入到位后,该微型器件可通过体外无线能量传输系统进行供电与双向通信,医护人员或患者可根据临床需求实时编程并动态调整电刺激波形与参数,实现对异常神经电活动的高度可控调节。“这项工作代表了我们在神经相关疾病治疗思维方式上的重大转变,”研究通讯作者、纽约大学阿布扎比分校生物工程学助理教授 Khalil Ramadi 指出,“通过将传统手术植入式设备升级为可注射器件,我们在保持对神经电生理活性毫米级精准调控的同时,显著提升了疗法的简便性、安全性和普及性。”
在临床实践可行性方面,该设备展现出了卓越的成像兼容性。医生可利用临床常用的常规医学影像技术(如高分辨率超声和计算机断层扫描 CT)对器件进行实时导航与原位监测,不仅能高精度引导其注射至靶神经解剖毗邻区域,还能在术后随访中快速复查其空间位姿,极大降低了植入偏差风险。
研究团队通过严格的离体实验室评估与预临床动物模型测试,对该器件的机械稳定性、生物相容性和电生理效能进行了系统验证。实验数据显示,在高度模拟复杂生理环境的工况下,器件表现出优异的耐久度与稳定的输出阻抗;更为关键的是,研究团队在活体生物(in vivo)实验中成功诱发了靶神经特异性动作电位募集,确证了其在活体生理状态下精准、高效调节外周神经环路的可行性。
该论文第一作者、纽约大学阿布扎比分校副研究员 Mohamed Elsherif 博士表示:“这项技术有效填补了完全非侵入性经皮刺激(靶向性较差)与传统手术植入式神经调节器(侵入创伤大)之间的技术鸿沟,为临床提供了一种既能实现高空间精度刺激、又具备极低创伤性的全新治疗范式。”克利夫兰诊所阿布扎比分校首席学术官 Sawsan Abdel-Razig 博士亦评价称,该跨学科成果展现了医工交叉在加速前沿疗法向临床转化中的关键价值。
尽管当前动物实验数据令人振奋,研究团队也指出,该技术在最终应用于人类慢性顽固性疼痛以及运动障碍等疾病之前,仍需推进更长期的慢性生物相容性评估、安全性追踪及临床试验验证。若进一步验证顺利,这种免除外科手术开刀的微创无线神经调控技术,将显著降低手术围术期风险、大幅缩短患者康复周期,为深受慢性神经痛折磨的患者带来更安全、更易负担的临床解决方案。
Mohamed Elsherif et al., Wireless injectable miniature device for targeted nerve stimulation. Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adfXXXX
