美國西北大學和華盛頓大學醫學院的研究人員開發了一種可植入、可生物降解的生物醫學無線設備，可以加速神經再生和改善受損神經的愈合，并可以在工作數周后被人體自然吸收。這一重要發現可能成為未來替代藥物的新療法。

該研究于10月8日發表在《Nature Medicine》期刊上，標題為“無線生物可吸收電子系統enablers持續非藥物神經再生療法”。

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這種由研究合作者、西北大學材料科學家和工程師以及華盛頓大學神經外科醫生共同開發的裝置，可以在手術修復過程后，向大鼠受損的周圍神經傳輸有規律的電脈沖，加速腿部神經的再生，增強肌肉力量和控制力的最終恢復。這個無線設備只有一角硬幣大小，一張紙的厚度。在被人體自然吸收之前，它會工作大約兩個星期。

手術治療弊端

對于需要手術的病例，標準做法是在手術過程中給予一些電刺激，幫助他們康復。但到目前為止，醫生還沒有辦法在整個恢復和愈合過程中的不同點持續提供額外的刺激。雖然這種設備尚未在人體上進行測試，但這一發現為神經損傷患者提供了一種未來的治療選擇。

華盛頓大學神經外科、生物醫學工程和矯形外科副教授威爾遜z雷(Wilson Z. Ray)說：“我們知道手術過程中的電刺激是有幫助的，但一旦手術結束，干預的窗口就會關閉。通過目前的設備，我們可以證明定期的電刺激可以進一步促進神經恢復。”

生物技術的先驅約翰羅杰斯是這項研究的合著者。在過去的八年里，他和他的實驗室開發了一整套電子材料、設備設計和可生物降解設備制造技術。當華盛頓大學的雷和他的同事發現需要電刺激療法來加快傷口愈合時，羅杰斯和西北大學的同事一起開始了這項工作。

無線設備自然會在一兩周之后被人體吸收。(來源：西北大學)

安全、可控的新設備

他們研發的裝置薄而柔韌，可以包裹受傷的神經，在體外由發射器無線供電和控制，在特定的時間點進行放電刺激，直到裝置在體內無害降解。

研究人員隨后在坐骨神經損傷的大鼠中研究了這種生物電子設備。這條神經在腿部上下傳遞信號，控制小腿和足部的腿筋和肌肉。他們使用該裝置在一天、三天或六天內每天向老鼠提供一小時的電刺激，或者根本不進行電刺激，然后在接下來的10周內監測它們的恢復情況。

他們發現，在幫助老鼠恢復肌肉質量和肌肉力量方面，任何電刺激都比沒有電刺激要好。此外，老鼠接受電刺激的天數越多，它們恢復神經信號和肌肉力量的速度就越快、越徹底。未發現該裝置及其再吸收的不良生物效應。

雷介紹，他們現在正在尋找最大限度恢復肌肉質量(力量)的理想時間。

另一方面，通過改變設備中材料的成分和厚度，羅杰斯和他的同事可以精確控制它在被吸收到體內之前保持功能的天數。新版本可以在降解前提供數周的電脈沖，設備在體內降解的能力取代了需要移除不可降解設備的第二次手術，從而消除了患者的額外風險。

研究還表明，這種設備可以用作臨時起搏器，并作為脊髓和全身其他刺激部位之間的接口。表明該裝置除了外周神經系統還有其他廣泛的用途。

羅杰斯說：“在過去的10年里，瞬態電子設備的概念一直是我的團隊非常感興趣的話題。從某種意義上說，是對材料科學的一次重大探索。我們很興奮，因為我們現在有了材料、設備、制造方法和系統的工程概念，并可能以與人類健康密切相關的方式應用這些概念。”

參考資料：

生物可降解植入物提供加速神經再生的電刺激

無線生物可吸收電子系統支持持續的非藥物神經再生治療

原標題："生物電子醫學"黑科技！這種硬幣狀植入物可加速神經再生