由连续信号监测和基于反馈的调制组成的闭环策略，可按需和精确地管理慢性和急性病理状况。然而，临床上可用于治疗脑部疾病的闭环系统非常有限。
香港城市大学Peng Shi课题组开发了一种基于水凝胶的单组分有机电子设备，用于闭环神经治疗。该设备由导电水凝胶制成，由一系列灵活的微针电极组成，每个微针电极都可以单独寻址，以执行电记录并通过复杂的时空控制来控制化学释放，从而开创了一种结合电和药物干预的智能抗癫痫治疗系统。记录的神经信号在实时电生理学分析预测的检测到的病理条件下充当电压驱动药物释放的触发器。当植入癫痫动物体内时，该设备可实现自主抗癫痫管理，其中抗癫痫药物的剂量以时间敏感、区域选择性和剂量自适应的方式控制，从而通过提供刚必要的药物剂量来抑制癫痫发作。剂量比模拟现有临床治疗方法的剂量低三个数量级，副作用被降至最低。
图1：用于适应性抗癫痫治疗的闭环生物电子系统示意图。
图2：DMA/PEDOTS-IPN导电水凝胶的合成和表征。
图3：植入式 hydroElex 装置的制造。
图4：hydroElex 装置的功能表征
图6：癫痫发作控制的闭环策略。
作者展示了一种使用多功能有机生物电子学的智能神经疗法的闭环策略。核心组件基于单组分、多功能的有机器件 hydroElex，可用于进行电生理记录和智能控制体内药物释放。在闭环治疗中，这两种不同的功能通过反馈机制连接起来，其中记录的电生理信号被分析并提取为触发器，以控制电压驱动的药物释放过程。相反，药物干预将脑组织从异常情况（例如癫痫发作爆发）中拯救出来，这反映在对神经活动的持续监测上。在癫痫动物中，闭环策略成功用于智能抗癫痫管理，其中药物干预的时间和剂量通过皮质尖峰条件的预测分析自适应地确定。
【参考文献】
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq9207
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