Science Advances | 用于闭环抗癫痫治疗的多功能水凝胶电子设备

文摘   2024-12-04 23:00   广东  
2024.11.22. 香港城市大学研究团队在《Science Advances》(IF=11.7)上发表研究文章 “Multifunctional hydrogel electronics for closed-loop antiepileptic treatment”,介绍了一种用于闭环抗癫痫治疗的多功能水凝胶电子设备(hydroElex)

闭环策略通过智能疾病管理提供先进治疗潜力,但目前用于治疗脑部疾病的闭环系统在临床上应用有限,尤其是在结合电调制和药理干预方面有待发展。

刺激响应水凝胶具有良好生物相容性和可调节机械性能,在多功能设备设计中具有潜力,而导电水凝胶作为有机材料,在生物医学传感和设备制造方面具有优势,为开发下一代闭环治疗设备提供了可能。

本研究开发了一种基于水凝胶的单组件有机电子设备,用于闭环神经治疗。该装置由导电水凝胶制成,由灵活的微针电极阵列组成,每个电极都可以单独寻址,以进行电记录并通过复杂的时空控制来控制化学释放,从而通过结合电和药理干预开创了智能抗癫痫治疗系统。

hydroElex设备结合实时信号监测和处理,能根据β振荡功率变化自适应调整药物释放剂量和时间,实现对癫痫发作的有效控制,如在不同药物剂量下,通过多电极协同作用,可根据癫痫发作的病理变化精准给药


用于适应性抗癫痫治疗的闭环生物电子系统示意图


DMA/PEDOTS-IPN导电水凝胶的合成与表征


植入式hydroElex器械的制造


hydroElex器械的功能表征


hydroElex植入体中电生理记录和触发药物干预的组合功能

癫痫控制的闭环策略

hydroElex的长期体内生物相容性

文章链接

DOI: 10.1126/sciadv.adq9207
Jin Qu et al., Multifunctional hydrogel electronics for closed-loop antiepileptic treatment.Sci. Adv.10,eadq9207(2024).

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