新型潤滑塗層可以讓大腦植入物工作更長時間
據外媒報導,雖然大腦植入電極在恢復殘疾人功能等方面的應用顯示出了不小的發展潛力,但隨著時間的推移,它們往往會失去功能。 不過現在一種新的塗層可以讓它們在植入后工作更長時間。 大腦植入電極經常會導致身體的免疫系統將它們視為異物,這在植入最初導致會植入部位發生炎症,最終則會導致其周圍形成一層疤痕組織。
疤痕組織會極大地削弱了它們刺激鄰近神經元或監測神經活動的能力。
為了解決這個問題,韓國科學技術研究院(KIST)和韓國延世大學的科學家們開發出了一種新型的低摩擦植入電極塗層,叫潤滑免疫隱形探針表面(LIPS)。 它的靈感來自於哈佛大學的SLIPS(全稱潤滑液體注入多孔表面)技術,而後者的靈感又來自於食肉豬籠草光滑的葉子。
LIPS被設計成用於現有的神經植入物,它由矽基組成並注入生物相容性全氟聚醚潤滑劑。 雖然塗層並沒有使下面的電極變得更軟,但它能讓電極滑進大腦並對周圍的腦組織造成很小的變形或壓力。 此外,LIPS的光滑性可以防止免疫細胞粘附,從而最大限度地減少疤痕組織的形成。
科學家們將這種塗層應用於由32個電極組成的神經探針上並將其植入大鼠的大腦中。 結果發現,在植入后不久,超90%的電極能檢測到神經活動–這是接受無塗層探針的對照組老鼠記錄的數量的兩倍,後者發生了更多的炎症。
此外,在被疤痕組織包裹之前,未包裹的探針只能探測約一個月的大腦信號,而LIPS包裹的探針卻能探測四個月。
科學家們希望,一旦進一步發展,這種塗層也可以用於延長其他類型的醫療植入物的使用壽命。 由KIST的Cho Il-Joo博士和延世大學的Jung-Mok Seo博士領導的這項研究已經在《Adavanced Science》發表了相關論文。