神经假体帮助神经受损的个体与替代瘫痪或截肢肢体的机械设备相连。一项最近的研究使用了EGNITE这种源自石墨烯的材料,表明可以创建更小的电极,从而改善与神经的互动,增强假体设备的有效性。
神经假体使神经损伤的患者能够与人工肢体相连。由UAB神经科学研究所和加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所(ICN2)进行的一项研究在动物模型中演示了EGNITE作为石墨烯的衍生物如何创建更小的电极,这些电极可以与神经进行更具选择性的互动,从而提高假体设备的有效性。研究还确认了EGNITE的生物相容性,确保安全植入。
在截肢或神经受伤后,患者会在受影响的肢体中体验到运动和感觉的丧失,从而减少了日常活动中的独立性。神经假体是刺激神经以产生感觉并记录运动信号以控制仿生假肢的电极,是恢复丧失功能的唯一解决方案。
有效的神经假体需要能够与有限数量的神经轴突进行选择性互动的小电极。传统材料如金、铂或铱氧化物存在局限性,因此需要具有更好导电性和更小电极尺寸的材料,如石墨烯衍生物。这些材料具有卓越的电气性能,使得开发先进微电极成为可能。
由UAB神经科学研究所(INc-UAB)领导的一项研究考察了EGNITE这一石墨烯衍生材料刺激和记录外周神经信号的能力。该材料的生物相容性也得到了验证,确保了接口功能的长期性。这项研究由INc-UAB的神经可塑性与再生小组在Xavier Navarro教授的指导下进行,与开发EGNITE及神经接口的ICN2的Jose Garrido团队合作。
在大鼠坐骨神经的实验中,EGNITE电极有效诱导肌肉激活时间长达60天,比更大的金属电极所需的电流更小。根据INc-UAB的博士后研究员、该研究的第一作者Bruno Rodríguez-Meana的说法,EGNITE电极的生物相容性显而易见,因为没有观察到功能损伤或过度炎症。
“未来的步骤包括优化基于EGNITE的技术,用于关于迷走神经或脊髓刺激系统的临床前研究,以期最终在生物电子医学中的临床应用,”Navarro教授表示。
这些发现突显了石墨烯衍生材料在增强神经假体方面的前景,为患者提供了恢复失去功能和改善生活质量的机会。