新材料可能导致癫痫的植入式治疗

在对可能有助于将新型探针安全植入大脑的材料进行突破性研究后，治愈一种癫痫的前景可能更近了一步。

格拉斯哥大学的生物工程研究人员研究了新的可溶解涂层，这种涂层可以帮助安全地将柔性植入物引导到大脑中，从而帮助调节颞叶癫痫。

该材料的开发在AdvancedNanoBiomedResearch杂志的一篇早期论文中有所概述，是旨在通过治疗和再生受损脑组织来解决癫痫症的合作的一部分。

耗资800万欧元的混合增强再生医学系统项目——HERMES——于2019年启动。它汇集了来自七个欧盟国家的12个合作伙伴，以寻找使用结合生物和人工成分的移植来治疗脑部疾病的新方法。

能够进行深部脑刺激的神经探针已被用于帮助治疗患有帕金森病和强迫症等其他疾病的人。它们是治疗颞叶癫痫的一种很有前途的未来治疗方法，可以对药物产生耐药性。

目前，由于人造材料的刚度与大脑软组织的不匹配，由硅制成的深部脑刺激探针通常会在植入部位周围造成疤痕。

一种解决方案可能是由新型可弯曲材料制成的新一代柔性探针，这种材料可以更好地匹配脑组织的柔软度。灵活的植入物还可以扩大植入物在大脑中放置位置的可能性，从而为更多情况开辟治疗方法。

然而，材料的柔韧性增加会增加探针在进入脑组织时弯曲或断裂的风险——这是HERMES团队和其他人在有效地将它们用作植入物之前需要解决的一个关键问题。

在论文中，格拉斯哥团队及其在意大利的同事概述了他们如何探索四种不同生物材料作为未来HERMES植入物涂层的潜力。这些材料充当临时加强剂，可以使柔性探针在手术完成后溶解之前无需弯曲即可到达大脑中的目标。

他们检查了蔗糖、麦芽糖、丝素蛋白和藻酸盐作为柔性探针的加强剂的性能，就像将在HERMES项目中使用的探针一样。

虽然在之前的研究中，其中三种材料曾在实验室中作为加强剂进行过测试，但格拉斯哥团队是第一个探索藻酸盐(一种从藻类中提取的天然多糖)作为加强材料的团队。

他们在材料样品中涂上了类似于未来HERMES植入物中使用的柔性探针。他们通过检查它们被插入琼脂糖凝胶块时的性能来测试它们作为加强筋的性能——琼脂糖凝胶是一种与真实脑组织具有相似稠度的材料。

藻酸盐覆盖的探针表现良好，将未涂层探针弯曲所需的力从0.31毫牛顿增加到28.97毫牛顿。然而，丝素蛋白表现最好，将弯曲柔性探针所需的力增加到75.99毫牛顿。

他们还通过进行化学测试并测量它们在类脑条件下溶解所需的时间来测试材料的潜在生物相容性。同样，丝素蛋白和藻酸盐材料表现良好，在溶解前比其他材料持续时间更长，这可以为外科医生提供更多时间来成功进行HERMES植入手术。

丝素蛋白材料在羔羊大脑和大鼠大脑样本中进行了进一步测试，以收集有关它们在类人大脑中表现的更多数据。

来自詹姆斯瓦特工程学院的MariaCerezo-Sanchez是这篇文章的主要作者。她说，“我们进行的测试显示了一些非常有希望的结果，可以为未来的柔性神经探针创造涂层，帮助安全地将它们引导到大脑中的目标。

“这是向前迈出的令人兴奋的一步，我们将继续探索这些材料在神经植入手术中的潜力。”

格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院的HadiHeidari教授是该论文的通讯作者。他说：“我们在这里所做的工作是研究的重要支柱，这些研究正在汇集在一起​​，以创造HERMES旨在实现的先进神经假体。

“我们的一些研究合作伙伴正在使用我们开发的加强筋对探针的功能进行进一步测试。随着我们越来越接近发挥HERMES的潜力，我们期待看到这些实验的结果。”