脑植入物在恢复瘫痪、癫痫和其他神经系统疾病患者的功能方面具有巨大的前景。然而，凯斯西储大学的一个研究小组发现，在植入医疗设备后，细菌可能会侵入大脑，导致炎症并降低设备的长期有效性。
脑植入物在恢复瘫痪、癫痫和其他神经系统疾病患者的功能方面具有巨大的前景。
然而，凯斯西储大学的一个研究小组发现，在植入医疗设备后，细菌可能会侵入大脑，导致炎症并降低设备的长期有效性。
这项突破性的研究最近发表在《自然通讯》上，识别了一个可以解决的问题，从而改善脑植入物的长期成功率。
凯斯西储大学创新副教务长、生物医学工程唐内尔学院教授以及克利夫兰退伍军人医疗中心高级研究科学家杰夫·卡帕多纳说：“理解细菌在植入物性能和脑健康中的作用可能会彻底改变这些设备的设计和维护方式。”
卡帕多纳的实验室主导了这项研究，研究了植入微电极的鼠标模型大脑中细菌DNA的存在。
令他们感到惊讶的是，研究人员在大脑中发现了与肠道相关的细菌。该发现表明，植入设备导致的“血脑屏障”破坏，可能允许微生物进入。
该研究的首席作者乔治·霍费林说：“这是一个范式转变的发现。几十年来，这个领域一直关注身体对这些植入物的免疫反应，但我们的研究现在表明，细菌——其中一些来自肠道——也在这些设备周围的炎症中发挥作用。”
在该研究中，接受抗生素治疗的鼠标模型减少了细菌污染，植入设备的性能得到了改善——尽管长期使用抗生素被证明是有害的。
这一发现的影响超出了设备失效。一些在大脑中发现的细菌与神经疾病有关，包括阿尔茨海默病、帕金森病和中风。
卡帕多纳说：“如果我们没有识别或解决植入的这种后果，我们可能造成的伤害超过我们解决的问题。这个发现突显了开发一种防止植入设备细菌侵入的永久性策略的紧迫需求，而不仅仅是在事后管理炎症。我们对这一过程的理解越深入，就能设计出更安全、有效的植入物。”
卡帕多纳表示，他的实验室现在正在扩展研究，以检查其他类型脑植入物中的细菌，如用于治疗水脑症的脑室分流器，水脑症是一种脑内液体异常积聚的情况。
研究小组还检查了一名植入脑设备的人类受试者的粪便，并发现了类似的结果。
凯斯工程学院和医学院的生物医学工程教授以及克利夫兰退伍军人医疗中心的科学家博卢·阿吉博耶说：“这一发现强调了理解细菌侵入不仅可能是实验室现象，而是一个临床相关问题的重要性。通过我们在CWRU与退伍军人事务部之间强大的转化管道，我们现在正在研究这一发现如何直接贡献于为患者提供更安全、更有效的神经植入策略。”
该研究得到了美国退伍军人事务部先进平台技术中心、国家卫生研究院、国防部和唐内尔学院教授基金的支持。
