【医线传真】
◎实习记者 沈 唯
神经损伤后,利用仿生原理,制造一种新型半导体纤维器件并植入人体,模拟天然神经功能,恢复“阻断”的神经通路,实现信号传导。目前,“人造神经”正走向现实,并有望用于临床。
周围神经损伤(PNI)是指周围神经的结构和功能障碍,患者常常表现为损伤神经支配肌肉的肌力下降,以及多种感觉的下降或麻木,更有甚者还会导致多种几乎不可逆的后遗症,甚至终身残疾,给社会和家庭带来巨大的经济损失和沉重的生活负担。
严重的周围神经损伤往往需要精密细致的神经手术治疗。但受限于人类的神经再生速度非常缓慢,手术后的神经康复期往往需要1年甚至数年时间。为延缓肌肉的萎缩,同时缓解神经痛,目前临床上常采用经皮神经电刺激疗法。然而这种辅助治疗方案往往作用范围弥散,精确度不高,且强度不能过高,需要在医生的密切观测下进行,长时间的使用又会导致神经肌肉的适应,降低康复效果。
“本次研发的电子—离子杂化半导体纤维器件在形态和传导功能上,都与人类的天然神经更为相近。”论文第一作者、东华大学19级博士研究生邢毅介绍,该器件可以通过离子的单向运输模拟天然神经的去极化,实现神经冲动的传导。“其结构特点还允许我们在对其进行各项改进后,通过单纤维器件分别对多个具体的神经分支进行植入式的神经电刺激。由于可以与目标神经直接接触,因此这种刺激方式会更加有效和精准。”邢毅介绍。
论文通讯作者王刚表示,此次联合团队在半导体纤维器件的设计和制备方面均取得了创新性突破。联合团队采用“一体化反向电荷接枝(IOCG)”的设计思路,以商业聚合物氢化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)作为主链,在其表面分别化学接枝相反电荷的离子基团,并采用连续多层涂覆的方法,在碳纳米管纤维上负载两种带相反电荷的聚电解质,实现该器件从纳米级到千米级的跨尺度连续化制备。“我们的设计思路使得材料的制备更加简便。同时商业聚合物SEBS的低成本和材料易得性,也让该器件未来的产业化、规模化更具潜力和前景。”王刚说。
为进一步探究该器件在周围神经修复方面的应用潜力,联合团队将其与小《澳洲时时彩怎么玩》鼠的坐骨神经进行端侧吻合,探究其传导神经信号的能力。实验结果表明,其在植入小鼠体内之后,可以有效传输神经信号,成功诱导小鼠后肢关节的精细运动,从而延缓其远端肌肉的萎缩。此外,通过对单纤维器件集成构筑,能够在毫秒级时间内实现神经信号的单向传