帶有 3D 打印外殼的微型薄膜電極已被植入鳴禽的周圍神經系統(tǒng)中，它成功地記錄了驅動發(fā)聲的電脈沖。
俄勒岡大學 Phil and Penny Knight 神經科學家 Tim Gardner 表示，這項研究被視為生物電子醫(yī)學新興領域的一項進展，最終可能為炎癥性腸綜合征、類風濕性關節(jié)炎和糖尿病等疾病帶來新的治療方法。加速科學影響力的校園。
加德納是該項目的首席研究員，該項目于 8 月 21 日在《自然通訊》雜志上詳細介紹。
他的研究團隊開發(fā)了一種名為納米夾的裝置，其直徑約為人類頭發(fā)的直徑。它是第一個用于記錄或刺激周圍神經的袖帶電極，其尺寸與體內最小的神經兼容。這項研究是在他以前在波士頓大學的實驗室完成的，目前正在他的奈特校園實驗室中進一步推進。
2019 年 6 月加入俄勒岡大學的加德納說：“我認為許多未來的設備將結合使用標準潔凈室工藝的薄膜微加工和微米級 3D 打印。這適用于生物醫(yī)學植入物，例如以及實驗物理和其他領域的設備。”
納米夾可以解碼和調制在周圍神經系統(tǒng)中傳播的電信號，周圍神經系統(tǒng)包含大腦和脊髓外部控制末端器官的神經和神經元細胞。Gardner 說，生物電醫(yī)學試圖調節(jié)這些信號來治療慢性問題，如哮喘、膀胱控制、高血壓、多囊卵巢綜合癥，甚至某些 COVID-19 病例中的破壞性炎癥反應。
除了在成年雄性斑胸草雀發(fā)聲過程中實現(xiàn)穩(wěn)定、高信噪比的神經信號記錄之外，該設備還使研究人員能夠精確控制神經的輸出。他們能夠針對納米夾內六個電觸點的不同空間激活模式引發(fā)不同的發(fā)聲。
這種時空控制可能對未來的生物醫(yī)學植入物有用，這些植入物不僅尋求激活神經，而且對在末端器官中具有不同功能的神經內的特定結構進行空間選擇性。
加德納說，該設備的一個關鍵特點是易于手術植入，這仍然是未來生物電醫(yī)學中一個重要的突出問題。
“想象一下，你必須操縱一根小神經，并使用鑷子將一個裝置固定在其上，以打開袖帶電極并將其放置在神經上，”他說。“當前袖帶電極所需的微操作可能會損壞最小的神經。相比之下，3D 制造的納米夾只需將其推到神經上即可植入。這種簡單的植入可能允許進行鎖孔手術或其他微創(chuàng)手術”。
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