周围神经系统作为连接大脑、脊髓和中枢神经系统与身体其他部分的网络，负责传递感官信息、控制肌肉运动以及调节身体自动功能。植入在这些神经上的生物电子设备为治疗和康复神经系统及全身性疾病提供了巨大潜力。然而，由于人体将这些植入物视为异物，它们常常在生物电子设备与组织界面处引发致密纤维组织的形成，这会显著影响设备的性能和寿命。
革命性生物粘附策略
最新发表在《科学进展》期刊上的研究提出了一种强大的生物粘附策略，能够在多种周围神经（包括枕神经、迷走神经、深腓神经、坐骨神经、胫神经和腓总神经）上建立非纤维化生物电子界面，效果可持续长达12周。
"我们发现将生物电极粘附到周围神经上可以完全防止界面处纤维化的形成，"该研究的资深作者、MIT机械工程与土木工程教授赵选河表示。"我们进一步证明了使用非纤维化生物电子设备进行长达四周且仍在持续的、无药物的高血压缓解效果。"
针灸启发的创新疗法
这项技术通过抑制设备-组织界面处的免疫细胞浸润，从而防止在炎症微环境中形成纤维囊。在临床前啮齿动物模型中，研究团队证明，这种非纤维化、粘附性生物电子设备能够维持血压的稳定长期调节。
"我们的长期血压调节方法受到传统针灸的启发，"该研究的第一作者、机械工程博士后文显敏表示。"小腿长期以来一直用于高血压治疗，而深腓神经恰好位于一个针灸穴位上。我们非常兴奋地看到，刺激这条神经首次实现了血压调节。我们的非纤维化、粘附性生物电子设备与这种长期调节能力的结合，为转化医学带来了令人振奋的前景。"
长期效果与临床意义
重要的是，在连续神经刺激12周的植入后，仅检测到最小的巨噬细胞活性和有限的平滑肌肌动蛋白及胶原沉积，这凸显了该设备在不引发纤维化的情况下提供长期神经调节的潜力。
"粘附设备与非粘附对照设备的免疫反应之间的对比非常显著，"该研究的合著者、机械工程博士生巴斯蒂安·埃蒙表示。"我们能够在粘附植入三个月后观察到免疫学上 pristine 的界面，这对未来的临床转化极为鼓舞。"
这项工作通过防止设备界面处的纤维化，为所有植入式生物电子系统提供了一种广泛适用的策略，为更有效和持久的疗法铺平了道路，如高血压缓解。
高血压治疗的新希望
高血压是全球心血管疾病的主要诱因，而心血管疾病是导致死亡的首要原因。尽管药物在许多情况下有效，但超过50%的患者在接受治疗后仍然高血压——这种情况被称为难治性高血压。传统的颈动脉窦或迷走神经刺激方法常伴有呼吸暂停、心动过缓、咳嗽和感觉异常等副作用。
"相比之下，我们的非纤维化、粘附性生物电子设备针对深腓神经，能够在难治性高血压患者中实现长期血压调节，且没有代谢副作用，"文显敏表示。
传统设备与新型生物粘附设备在周围神经植入后的组织反应对比，显示新设计显著减少了纤维化形成
技术原理与创新点
这项技术的核心在于其独特的生物粘附设计，能够与周围神经形成紧密而稳定的连接，同时避免引发免疫排斥反应。传统的植入式生物电子设备由于与组织之间存在间隙，会触发身体的异物反应，导致纤维组织包裹设备，形成所谓的"纤维囊"。这种纤维囊会阻碍设备与神经之间的信号传递，降低治疗效果，并可能导致设备失效。
研究团队开发的新型生物粘附材料具有以下创新特点：
生物相容性：材料经过特殊设计，能够与神经组织形成良好的生物相容性界面，减少免疫反应。
机械匹配性：粘附材料的力学性能与周围神经组织相匹配，避免机械应力导致的组织损伤。
稳定性：能够在体内长期保持稳定的粘附性能，即使在生理液体环境中也不易降解。
导电性：保持生物电极的导电性能，确保神经信号的准确传递和接收。
实验验证与效果
研究团队在多种周围神经上验证了这项技术的有效性，包括枕神经、迷走神经、深腓神经、坐骨神经、胫神经和腓总神经。实验结果表明，使用这种生物粘附策略的设备在植入后能够保持非纤维化界面长达12周，而传统设备则会在短时间内形成明显的纤维组织包裹。
在高血压治疗方面，研究团队通过刺激深腓神经实现了显著的血压调节效果。这一发现源于传统针灸理念——小腿区域长期用于高血压治疗，而深腓神经恰好位于一个关键的针灸穴位上。通过将这一古老智慧与现代生物电子技术相结合，研究团队实现了前所未有的长期血压控制效果。
临床应用前景
这项技术的临床应用前景广阔，特别是在以下领域：
高血压治疗：为难治性高血压患者提供一种无药物、无副作用的治疗选择。
神经疾病管理：为帕金森病、癫痫、慢性疼痛等神经系统疾病提供更有效的治疗手段。
器官功能调节：通过调节自主神经系统，影响心脏、肺部、消化系统等器官的功能。
康复医学：帮助中风、脊髓损伤患者恢复运动功能和生活质量。
技术挑战与未来方向
尽管这项技术取得了突破性进展，但仍面临一些挑战：
长期安全性：需要更长期的实验研究来验证设备在体内长期使用的安全性。
个性化设计：不同患者的神经解剖结构存在差异，需要开发个性化的设备设计方法。
规模化生产：将实验室技术转化为可规模化生产的医疗产品仍需克服工艺和质量控制的挑战。
临床转化：需要通过严格的临床试验验证其在人体中的有效性和安全性。
未来，研究团队计划进一步优化生物粘附材料的性能，扩大其在不同类型神经和器官上的应用范围，并推进临床试验进程。他们相信，这项技术有望彻底改变植入式生物电子设备的临床应用，为无数患者带来新的治疗希望。
行业影响与意义
这项研究成果对生物医学工程和医疗器械行业具有重要影响：
技术范式转变：从传统的"被动植入"转向"主动粘附"，重新定义了生物电子设备与组织的相互作用方式。
治疗效果提升：通过消除纤维化屏障，显著提高生物电子设备的治疗效果和使用寿命。
应用领域扩展：使生物电子技术在更多疾病治疗和健康监测领域成为可能。
跨学科融合：展示了传统医学智慧与现代工程技术结合的创新潜力，为未来医疗技术发展提供了新思路。
结语
MIT研究团队开发的这种革命性生物粘附技术，通过建立非纤维化生物电子界面，成功解决了植入式生物电子设备面临的关键挑战。这项技术不仅为难治性高血压等疾病提供了新的治疗选择，更为整个植入式生物电子设备领域开辟了广阔的应用前景。将传统针灸理念与现代生物电子技术相结合的创新方法，展示了跨学科研究的巨大潜力，为未来医疗技术的发展指明了方向。随着这项技术的不断完善和临床转化，我们有理由期待它将为无数患者带来福音，重塑医疗健康领域的未来格局。
