新型可充气胰岛素泵：可减少疤痕组织形成以实现长期药物输送

新型可充气胰岛素泵：可减少疤痕组织形成以实现长期药物输送免疫系统的异物反应对保持我们的健康非常重要--但当这个异物是医疗植入物时它就不那么有用了。麻省理工学院(MIT)的研究人员现在已经开发出一种设备，其通过每12小时轻轻地充气和放气来防止植入物周围形成疤痕组织。当免疫系统检测到一个不属于身体的物体时它会做出反应以防止感染或其他并发症。该反应的一部分包括在物体周围形成一层厚厚的疤痕组织从而将其跟血管和组织隔开。但当上述物体是一个重要的医疗植入物时，这就造成了问题。这种疤痕组织会阻碍其功能，无论是药物释放还是刺激神经或神经元，随着时间的推移都会降低设备的效用。在以前的工作中，科学家们已经尝试过改变植入物的大小、设计润滑或药物掺杂的涂层、用软水凝胶制作植入物或用含有血管的胶原蛋白凝胶隐蔽植入物。在这项新研究中，麻省理工学院(MIT)的团队开发了一种新技术来对抗疤痕组织的形成--每隔12小时，该设备就会在5分钟内反复充气和放气。这具有降低中性粒细胞局部浓度的效果，中性粒细胞是启动疤痕组织形成过程的免疫细胞。该装置包含两个腔室--一个容纳药物有效载荷，而另一个则作为可充气的“启动库”。药物将随着时间的推移慢慢渗入体内或可以由致动器以较大的爆发力释放。该团队表示，尽管这种致动植入物不能完全防止疤痕组织的形成，但它能有效地减缓这一过程。但更重要的是，它将确实形成的疤痕组织的类型改变为具有高度排列的胶原纤维的结构，而不像普通疤痕组织那样阻碍药物分子的释放。研究小组在小鼠身上测试了该装置、输送胰岛素并测量动物的血糖水平。果然，在整个八周的测试期间，驱动版本继续有效地释放胰岛素。这比标准的非启动装置的性能要好得多，后者在两周后就开始失去效力，到八周后几乎完全不提供胰岛素。下一步，研究人员计划将该设备扩大到人体大小，从而帮助病人控制糖尿病或提供其他长期药物治疗如化疗。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1301919.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1301919.htm

光激活的生物降解植入物可用于向病人按需提供药物

光激活的生物降解植入物可用于向病人按需提供药物虽然已经有各种在体内配药的植入物，但它们中的大多数要么不能被外部控制，要么最终必须通过手术切除。然而，一种新的植入物利用光来避免这两个问题。另一种类型的植入物可以通过无线电信号或其他方式远程激活，但它含有不可生物降解的电子元件。这意味着，如果病人不希望该设备无限期地留在他们的身体里，在那里它可能会导致未来的问题，它必须在第二次手术过程中被移除。由芝加哥ShirleyRyan能力实验室和西北大学的科学家开发的实验性新设备结合了两种类型植入物的最佳特点。植入物的另一个视图：雪莉-瑞安能力实验室目前的原型由镁、钼和一种聚酸酐聚合物制成--所有这些都是可生物降解的--并由三个充满药物的储存器组成，每个储存器都被纳入一个可生物降解的电池中。该电池的阳极密封储液器，并通过一个光敏晶体管与阴极相连。光电晶体管的电阻在暴露于某种波长的光线下会下降，使电池短路。蓄水池的密封阳极因此而被腐蚀，使药物扩散到周围的组织中。由于每个储存器的光电晶体管对不同波长的光敏感，该植入物能够分别释放药物三次--每次使用不同类型的光。在迄今为止进行的实验室测试中，该植入物被成功用于释放大鼠的止痛药物利多卡因。光源由三个不同颜色的外部LED组成，它们穿过动物的皮肤和植入部位的底层组织。雪莉-瑞安公司能力实验室的科林-弗朗茨博士说："这项技术代表了解决当前药物输送系统不足的一个突破--它可能对从阿片类药物的流行到如何精确地提供癌症治疗都有重要和全面的影响，"他与雪莉-瑞安公司的张亚明博士和西北大学的约翰-罗杰斯博士一起领导这项研究。有关这项研究的论文最近发表在《美国国家科学院院刊》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348703.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348703.htm

人类干细胞被用来制造新型生物混合神经植入物

人类干细胞被用来制造新型生物混合神经植入物两者都试图通过绕过受伤部位与现有的神经细胞相互作用，或通过用新的细胞替换受损的细胞，来恢复瘫痪或截肢的功能。然而，这也是有缺点的。就替换受损细胞而言，移植的神经元可能难以建立功能连接。如果没有健康的工作细胞与之对接，电极就不能有效地工作，这通常是由于受伤部位的疤痕组织堆积造成的。此外，目前的神经技术缺乏与负责执行不同功能的不同类型神经元对接的能力。这些问题的一个潜在答案在于生物混合装置，它将人类干细胞与生物电子学结合起来，创造一个更有效的神经接口。现在，剑桥大学的研究人员已经做到了这一点，创造了一个突破性的新生物混合装置，可以与身体组织整合。该设备的关键成分是诱导多能干细胞（iPSCs），即成人细胞--通常是皮肤或血细胞--在实验室中被重新编程，变得像胚胎干细胞，可以发育成任何其他类型的细胞。研究人员用iPSCs创建了肌细胞，即构成骨骼肌的细胞。这是第一次以这种方式将iPSCs用于生物体内。iPSCs被排列在微电极阵列（MEAs）的网格中，该阵列非常薄，可以吸附在神经末端。这产生了一层肌细胞，位于设备的电极和活体组织之间。研究人员随后将生物混合装置植入大鼠体内进行测试。他们将该设备覆盖细胞的一侧连接到大鼠前腿中被切断的尺神经和正中神经。选择这些神经是因为它们与人类上肢神经的损伤以及相关的精细运动和感觉功能的丧失相近。与对照组相比，研究人员发现，该装置与大鼠的身体融为一体，并防止了疤痕组织的形成。此外，iPSC衍生的细胞在植入后存活了四周，这是细胞首次在这种长时间的实验中存活。该研究的共同作者DamianoBarone博士说："这些细胞给了我们很大程度的控制。我们可以告诉它们如何表现，并在整个实验过程中检查它们。通过将细胞置于电子设备和活体之间，身体看不到电极，只看到细胞，所以不会产生疤痕组织。"四个星期后，研究人员对植入的神经进行了测试，发现它们的行为与正常的神经一样，表明了健康的神经生理学。虽然大鼠没有恢复瘫痪肢体的运动，但该设备可以检测到大脑发送的控制运动的信号。这种新设备可以帮助截肢者，其中的挑战是试图使神经元再生，并重建因受伤或截肢而造成的神经回路损伤。Barone说："例如，如果有人被截去了手臂或腿部，那么神经系统中的所有信号仍然存在，尽管物理上的肢体已经消失。整合假肢，或恢复手臂或腿部的功能，所面临的挑战是从神经中提取信息，并将其送到肢体上，以便恢复功能。"研究人员说他们的设备可以通过与控制运动功能的神经元直接互动来克服这个问题。共同第一作者AmyRochford说："这种界面可以彻底改变我们与技术互动的方式。通过将活体人体细胞与生物电子材料相结合，我们创造了一个能够以更自然和直观的方式与大脑沟通的系统。"与标准的、非干细胞的神经植入物相比，该设备具有优势。它的小尺寸意味着它可以通过微创手术进行植入，而使用实验室生产的干细胞使其具有高度的可扩展性。该研究的共同第一作者AlejandroCarnicer-Lombarte博士说："这项技术代表了一种令人兴奋的神经植入新方法，我们希望它将为有需要的患者开启新的治疗方法。"该设备在用于人体之前还需要进一步的研究和广泛的测试，但它代表了神经植入的一个有希望的发展。研究人员正在努力优化该设备并提高其可扩展性。该研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350753.htm

FDA担忧大脑植入物安全性，Neuralink需提供更多证据

FDA担忧大脑植入物安全性，Neuralink需提供更多证据Neuralink是ElonMusk投资的一家公司，致力于改变世界。该公司成功地在猴子身上测试了大脑植入物，并计划于2023年开始在人体上测试类似的植入物。然而，FDA尚未批准使用与之前测试过的所有猪相同的设备，因为他们认为电池系统无法正常工作，并存在移除或升级脑植入物时可能出现折断等风险。去年11月，Musk声称他们将“在六个月内”获得FDA批准。如果许可被授予，则首批产品可能会在2030年之前上市。投稿：@ZaiHuabot频道：@TestFlightCN

科学家开发新型“药物工厂”植入物 可在一周内杀死小鼠体内的肿瘤

科学家开发新型“药物工厂”植入物可在一周内杀死小鼠体内的肿瘤据BGR报道，莱斯大学和贝勒医学院的研究人员创造了能够摧毁小鼠体内肿瘤的可植入珠子。该方法利用莱斯大学的细胞因子“药物工厂”和一种检查点抑制剂药物来完成这项重任。他们在测试中发现，这些植入物可以在短短几天内根除晚期肿瘤。这并不是我们第一次看到研究人员想出惊人的方法来对抗癌症。我们以前也看到研究人员用杀癌病毒工作，最近开始了人体试验。但是，允许医生将装有药物的珠子直接植入癌症肿瘤旁边，可以减少将药物送到正确位置的工作。研究人员本周在《临床癌症研究》杂志上发表了他们的发现。这项研究是我们看到的细胞因子一系列成功中的最新成果。在小鼠身上的试验被证明是如此成功，以至于可植入的珠子已被批准从今年秋天开始对卵巢癌病例进行临床试验。参与试验的莱斯大学研究生之一AmandaNash说，该团队希望创造一种可用于多种类型的免疫系统疾病以及多种类型癌症的疗法。该团队似乎也找到了答案，珠子和它们所依赖的药物在小鼠体内积极地根除间皮瘤肿瘤，效果相当好。研究人员在莱斯大学网站上发布的一篇媒体文章中详细介绍了细胞因子“工厂”的设计。这些“工厂”包括可植入的海藻酸盐珠子，这些珠子装载着经过基因工程改造的细胞，可以产生天然的IL-2。IL-2代表白细胞介素，这是一种天然化合物，当你的身体与癌症斗争时，它能激活白细胞。一旦交付，细胞就会以更高的水平产生IL-2，使你的身体能够对抗癌症。它还可以通过微创手术植入，因此医生可以直接向肿瘤提供高剂量的IL-2。在以小鼠为基础的研究中，研究人员将珠子直接放置在肿瘤旁边，在称为胸膜的薄层组织内。研究人员还进行了一些临床前研究，以了解可植入珠子对卵巢癌的疗效。而美国食品和药物管理局已经批准了将于今年晚些时候启动的试验。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308881.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308881.htm

新的"生物杂交"神经植入物可恢复瘫痪肢体的功能

新的"生物杂交"神经植入物可恢复瘫痪肢体的功能以前使用神经植入物来恢复肢体功能的尝试大多失败，因为随着时间的推移，电极周围往往会形成疤痕组织，阻碍了设备和神经之间的连接。通过在电极和活体组织之间夹上一层由干细胞重新编程的肌肉细胞，研究人员发现，该设备与宿主的身体融为一体，并防止了疤痕组织的形成。在28天的实验过程中，细胞一直在电极上存活，这是第一次在如此长的时间内进行监测。研究人员说，通过将两种先进的神经再生疗法--细胞疗法和生物电子学--结合到一个装置中，他们可以克服两种方法的缺点，提高功能和灵敏度。虽然在用于人体之前还需要进行广泛的研究和测试，但该设备对于截肢者或那些失去肢体功能的人来说是一个很有前途的发展。该结果于2023年3月22日在《科学进展》杂志上报道。当试图扭转导致肢体丧失或肢体功能丧失的伤害时，一个巨大的挑战是神经元无法再生和重建被破坏的神经回路。共同领导这项研究的剑桥大学临床神经科学系的达米亚诺-巴罗内博士说："例如，如果有人被截去手臂或腿部，即使物理上的肢体已经消失，但神经系统中的所有信号仍然存在。"整合假肢或恢复手臂或腿部功能的挑战是，从神经中提取信息并将其送到肢体上，以便恢复功能。"解决这个问题的一种方法是将神经植入肩部的大肌肉中，并在其上附加电极。这种方法的问题是在电极周围形成疤痕组织，加上只能从电极上提取表面信息。为了获得更好的分辨率，任何用于恢复功能的植入物都需要从电极中提取更多信息。而为了提高灵敏度，研究人员希望设计出能够在单个神经纤维或轴突的规模上工作的东西。巴罗内说："轴突本身有微小的电压。但一旦它与肌肉细胞连接，而肌肉细胞的电压要高得多，来自肌肉细胞的信号就更容易提取。这就是你可以提高植入物的灵敏度的地方。"研究人员设计了一种生物兼容的柔性电子装置，它足够薄，可以连接到神经的末端。然后在电极上放置了一层干细胞，经过重新编程成为肌肉细胞。这是第一次以这种方式将这种被称为诱导多能干细胞的干细胞用于生物体。巴罗内说："这些细胞给了我们很大程度的控制。我们可以告诉它们如何表现，并在整个实验过程中对它们进行检查。通过将细胞置于电子设备和活体之间，身体看不到电极，只看到细胞，所以不会产生疤痕组织。"剑桥大学的生物混合装置被植入大鼠瘫痪的前臂中。干细胞在植入前已转化为肌肉细胞，与大鼠前臂的神经结合。虽然老鼠的前臂没有恢复运动，但该设备能够从大脑中接收到控制运动的信号。如果与其余的神经或假肢相连，该装置可以帮助恢复运动。细胞层也改善了设备的功能，提高了分辨率，并允许在一个活的生物体内进行长期监测。细胞在28天的实验中存活下来：这是第一次证明细胞能在这种长时间的实验中存活下来。研究人员说，与其他试图恢复截肢者功能的方法相比，他们的方法具有多种优势。除了更容易集成和长期稳定之外，该设备足够小，其植入只需要微创手术。其他用于恢复截肢者功能的神经接口技术需要对患者的大脑皮层活动进行复杂的特定解释，以便与肌肉运动相关联，而剑桥大学开发的设备是一个高度可扩展的解决方案，因为它使用"现成的"细胞。研究人员说，除了有可能恢复失去肢体的人的功能外，他们的设备还可以通过与负责运动控制的特定轴突互动来控制假肢。共同第一作者、工程系的AmyRochford说："这种界面可以彻底改变我们与技术互动的方式。通过将活体人体细胞与生物电子材料相结合，我们创造了一个能够以更自然和直观的方式与大脑沟通的系统，为假肢、脑机接口，甚至增强认知能力开辟了新的可能性。""这项技术代表了一种令人兴奋的神经植入的新方法，我们希望这将为有需要的病人开启新的治疗方法，"同样来自工程系的共同第一作者AlejandroCarnicer-Lombarte博士说。"共同领导这项研究的剑桥大学工程系的乔治-马利亚拉斯教授说："这是一项高风险的工作，我很高兴它成功了。这是一种你不知道需要两年还是十年才能成功的事情，而它最终非常有效地发生了。"研究人员现在正在努力进一步优化这些设备并提高其可扩展性。在剑桥大学技术转让部门--剑桥企业的支持下，该团队已就该技术提交了专利申请。opti-ox是一种精确的细胞重编程技术，能够忠实地执行细胞中的遗传程序，使它们能够稳定地大规模生产。实验中使用的支持opti-ox的肌肉iPSC细胞系由剑桥大学Kotter实验室提供。opti-ox重编程技术由合成生物学公司bit.bio拥有。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351023.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351023.htm