用3D打印快速制作软生物电子植入物原型,有助于将大脑连接到电脑
由三所高校研究人员组成的国际研究团队在《nature biomedical engineering》上发表了一项新研究,在该新研究,研究团队开发了一个原型神经植入物可以用于开发治疗神经系统的问题。
这种神经植入物已被用于刺激脊髓损伤的动物模型的脊髓,现在可被用于为瘫痪的人类患者开发新的治疗方法。这项研究表明,该技术也适用于大脑、脊髓、周围神经和肌肉的表面,从而为其他神经系统状况展现了可能性。
神经接口在生物系统和电子设备之间建立通信。这项技术可以在临床应用中恢复因损伤或疾病而丧失的生理功能。神经植入物生物整合的一个关键方面是其对神经环境的机械和解剖适应。近来,将植入物的弹性与神经系统周围组织相匹配已被认为对于长期稳定性和生物整合至关重要。通过将弹性材料,机械适应性薄膜,箔和纤维结合到植入物中,以允许与目标组织紧密连通。
来源于University of Sheffield
混合打印平台
NeuroPrint电极应用
谢菲尔德大学教授Ivan Minev表示:"该项研究表明,可以利用3D打印来生产原型以前所未有的速度和成本实现植入,同时保持开发有用设备所需的标准。3D打印的强大功能意味着可以快速更换原型植入物并根据需要再次复制以帮助推动前进神经接口的研究和创新。"
平面电极阵列的打印和机械性能
研究人员表明,3D打印机可以产生可以与大脑和神经进行交流的植入物。在这项早期工作的基础上,该团队的目标是展示这种设备在长时间植入后的坚固性。
个性化医疗需要快速(按需)生产调整良好的设备,使医生能够设计最佳治疗策略。医疗器械的打印已经在各种临床应用中得到了探索,例如针对患者的人造肢体支架,骨再生支架和手术计划模型。
Minev教授补充说:"患者的解剖结构不同,植入物必须适应这种情况和特定的临床需求。也许将来,在准备患者进行手术时,植入物将直接印在手术室中。"
参考
F. B. Wagner et al., Targeted neurotechnology restores walking in humans with spinal cord injury. Nature 563, 65-71 (2018).
Y. Liu et al., Soft and elastic hydrogel-based microelectronics for localized low-voltage neuromodulation. Nature Biomedical Engineering 3, 58-68 (2019).
https://medicalxpress.com/news/2020-09-link-brains-d-implants.html
https://bioengineeringcommunity.nature.com/posts/neuroprint-hybrid-printing-technology-for-personalized-soft-neuromuscular-interfaces
I. R. Minev et al., Electronic dura mater for long-term multimodal neural interfaces. Science 347, 159-163 (2015).
T.-M. Fu, G. Hong, R. D. Viveros, T. Zhou, C. M. Lieber, Highly scalable multichannel mesh electronics for stable chronic brain electrophysiology. Proceedings of the National Academy of Sciences 114, E10046-E10055 (2017).
C. M. Boutry et al., A stretchable and biodegradable strain and pressure sensor for orthopaedic application. Nature Electronics 1, 314-321 (2018).
D. M. Sengeh, H. Herr, A variable-impedance prosthetic socket for a transtibial amputee designed from magnetic resonance imaging data. JPO: Journal of Prosthetics and Orthotics 25, 129-137 (2013).
C. C. Ploch, C. S. Mansi, J. Jayamohan, E. Kuhl, Using 3D printing to create personalized brain models for neurosurgical training and preoperative planning. World neurosurgery 90, 668-674 (2016).
A. D. Valentine et al., Hybrid 3D Printing of Soft Electronics. Advanced Materials 29, 1703817-n/a (2017).
不用于商业行为,转载请联系后台
若有侵权,请后台留言,管理员即时删侵!
更多阅读
脑机产业迎来“新标准”,CESI发布《脑机接口标准化白皮书》
如何让你的工作让更多人知晓和受益?
脑机接口社区就是这样一个连接学界、
企业界和爱好者的平台渠道。
社区鼓励高校实验室、企业或个人在我们平台上分享优质内容。
稿件要求
稿件系个人原创作品,若已在其他平台发表,请明确标注。
稿件一经录取,便提供稿费!
投稿通道
微信扫码,备注:投稿+姓名+单位
微信交流群,请扫码上方微信
(备注:姓名+单位+专业/领域行业)
QQ交流群:913607986