Biomaterials：科学家开发出一种有望帮助修复受损脑组织的可降解生物电极

来源：100医药网 2025-02-06 09:43

本文研究结果表明，利用电刺激装置来激活大脑中的干细胞或能改善临床前中风模型的功能结局。

大脑刺激如今已经被公认为是能治疗机体神经系统疾病的临床有效策略，内源性的大脑神经前体细胞（NPCs，neural precursor cells）被认为是一种电敏感细胞（electrosensitive cells），其对电刺激的反应是数量增加，并进行定向阴极迁移，同时还能在体内分化为神经表型，从而支持电刺激促进神经修复的应用。

近日，一篇发表在国际杂志Biomaterials上题为 Biodegradable stimulating electrodes for resident neural stem cell activation in vivo 的研究报告中，来自多伦多大学等机构的科学家们通过研究开发出了一种灵活的可生物降解的电极，其能刺激大脑中的神经前体细胞，这种装置能在自然溶解之前提供长达7天的靶向性电刺激。

通过利用机体的先天性修复机制，研究人员所提出的方法在治疗机体神经系统疾病方面迈出了巨大的一步，神经系统疾病是目前全球人群残疾发生的主要原因，尽管这种疾病会导致不可逆的细胞损失，但刺激神经前体细胞（能修复神经组织的罕见细胞）在扩大有限的疗法选择方面表现出了一定的希望。然而，诸如经颅直流电刺激等现有方法缺乏精确度且会损伤机体组织，从另一方面来讲，研究人员所开发的电极能提供精确、安全和短暂的刺激，且并不需要后续的手术干预。

研究者Tianhao Chen说道，本文研究结果表明，这种电极能以一种可控短暂的方式来刺激神经修复，这对于避免与永久性植入物相关的并发症至关重要。神经前体细胞具有修复损伤脑组织的巨大潜力，但能激活这些细胞的现有方法或许是侵入性或不精确的。研究人员所开发的生物可降解电极能通过将有效的刺激与降低患者疾病风险相结合来提供一种解决策略，为了设计生物可降解的神经探针，研究人员重点关注了能提供生物可兼容性和可调降解速率的材料。

聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）是一种经批准的柔性材料，由于其基于单体比例的可预测降解和最小的炎性效应，因此其被选择作为基质和保温层。选择钼（Molybdenum）作为电极本身是因为钼的耐久性和缓慢的溶解性，这两种品质对于在预期的一周刺激期内保持结构完整性至关重要。这些电极会被植入到临床前模型中并能证明其有效刺激神经前体细胞的能力，同时还能增加细胞的数量和活性，且不会引起明显的组织损伤或炎症表现；这项试验能保证电极在目标时间内进行神经修复刺激的安全性和有效性。

下一步研究人员计划通过创造多模态、可生物降解的电极来进一步发展这项技术，而这种电极能向受损的大脑输送药物和基因疗法。本文研究结果表明，利用电刺激装置来激活大脑中的或能改善临床前中风模型的功能结局。（100yiyao.com）

参考文献：

Tianhao Chen, Kylie Sin Ki Lau, Aryan Singh, et al. , Biomaterials (2024). DOI:10.1016/j.biomaterials.2024.122957

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