种子大小可注射无线装置:慢性疼痛治疗迎来革命性突破
时间:2026-09-01 21:55 来源:Science Advances 作者:Mohamed Elsherif, Kh 点击:次
慢性疼痛和运动障碍长期困扰全球数亿患者,传统治疗手段如药物和植入式神经刺激器虽有一定效果,但存在副作用大、手术创伤重、设备感染风险高等局限。近日,纽约大学阿布扎比分校(NYU Abu Dhabi)与克利夫兰诊所阿布扎比(Cleveland Clinic Abu Dhabi)的研究团队在《科学进展》(Science Advances)上发表了一项突破性研究,开发出一种仅种子大小的可注射无线装置,有望彻底改变神经调控疗法的应用模式。 微创革命:从手术植入到注射递送该装置的核心创新在于其极小的体积和无线供电设计。研究团队利用微电子和生物相容性材料,将电极、整流天线和刺激电路集成于一体,整体尺寸与芝麻粒相当。通过标准注射针头,医生可将装置精准递送至目标神经附近,无需进行侵入性手术。体外无线供电系统则通过电磁耦合为装置提供能量,并允许医生或患者实时调节刺激参数,实现个性化治疗。 “这项研究代表了我们思考神经相关疾病治疗方式的转变,”该研究的资深作者、NYU Abu Dhabi和NYU Tandon生物工程助理教授Khalil Ramadi表示,“通过创造一种可注射而非手术植入的装置,我们使这些疗法更简单、更安全、更可及,同时保持对神经活动的精确控制。”这一设计理念直击传统神经调控技术的痛点——手术植入不仅创伤大,且设备移位、感染等并发症风险高,限制了其临床应用。 精准调控:机制与验证装置的工作原理基于外周神经的电刺激调控。当外部发射器产生射频信号时,装置内的接收线圈捕获能量并转化为电脉冲,通过微型电极作用于目标神经。这种刺激可调节神经元的兴奋性,从而阻断疼痛信号传导或改善运动控制。研究团队在临床前模型中验证了装置的精准刺激能力,结果显示其能有效激活目标神经,且性能稳定可靠。 “这项技术有潜力弥合非侵入性疗法与传统植入物之间的鸿沟,”研究第一作者、NYU Abu Dhabi研究助理Mohamed Elsherif博士说,“它为既有效又易于实施的疗法打开了大门,可能显著改善患者护理。”值得注意的是,装置在体内实验中成功激活神经,证实了其在实际生理环境中的可行性。此外,标准医学影像工具如超声和CT可用于定位和监测装置,确保其长期安全性和有效性。 临床转化前景与挑战该装置的另一大优势是其可编程性。医生可根据患者病情调整刺激频率、强度和模式,实现高度个体化的治疗。克利夫兰诊所阿布扎比首席学术官Sawsan Abdel-Razig博士强调:“与NYU Abu Dhabi的合作反映了我们致力于推进创新、临床相关研究的承诺,这些研究能转化为患者护理的实际改善。通过汇聚多学科专业知识,这项工作凸显了学术合作如何加速更安全、创伤更小的疗法开发,并扩大先进治疗的可及性。” 尽管前景广阔,该技术仍处于临床前阶段,距离广泛应用还需克服若干挑战。首先,装置的长期生物相容性和稳定性需在更大规模动物实验和人体试验中验证。其次,无线供电的效率受组织深度和装置位置影响,需进一步优化。此外,如何确保装置在体内的精准定位和固定也是关键问题。然而,该研究为神经调控领域提供了一种全新的范式,其微创、无线、可编程的特性有望推动慢性疼痛、帕金森病、癫痫等疾病的治疗变革。
Reference: “An injectable, leadless bioelectronic interface for battery-free wireless peripheral neuromodulation” by Mohamed Elsherif, Salma Mansour, Zhansaya Makhambetova, Fotoon Aldhanhani, Batoul Khlaifat, Mahmoud Elbeh, Vega Pradana Rachim, Sohmyung Ha, Hicham Abada, Juan S. Barajas-Gamboa, Carlos M. Abril Vega and Khalil B. Ramadi, 12 June 2026, Science Advances.
(责任编辑:泉水)DOI: 10.1126/sciadv.aeg1437 |