周围神经系统是将大脑、脊髓和中枢神经系统与身体其他部分连接起来的网络，负责传递感觉信息、控制肌肉运动和调节自动身体功能。植入在这些神经上的生物电子设备为神经系统和系统性疾病的治疗与康复提供了巨大潜力。然而，由于人体将这些植入物视为外来物体，它们常常在生物电子设备-组织界面处触发致密纤维组织的形成，这可能显著影响设备的性能和寿命。
革命性生物粘附技术
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、腓深神经、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(Xuanhe Zhao)表示。"我们进一步证明了使用非纤维化生物电子设备可以在四周内实现长期、无药物的高血压缓解，并且这一效果仍在持续。"
技术原理与创新点
该技术通过抑制免疫细胞在设备-组织界面的浸润，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，研究团队证明了这种非纤维化、粘附性生物电子设备能够维持血压的长期稳定调节。
"我们长期血压调节的方法受到传统针灸的启发，"该研究的 lead author、机械工程博士后Hyunmin Moon表示。"小腿长期以来被用于高血压治疗，而腓深神经正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兴奋的前景。"
临床应用价值
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，但仍有超过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常伴随呼吸暂停、心动过缓、咳嗽和感觉异常等副作用。
"相比之下，我们针对腓深神经的非纤维化、粘附性生物电子设备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，"Moon补充道。
长期效果验证
重要的是，在连续神经刺激12周后，仅检测到最小的巨噬细胞活性和有限的平滑肌肌动蛋白和胶原蛋白沉积，这强调了该设备在长期神经调节中不触发纤维化的潜力。"粘附设备与非粘附对照设备的免疫反应之间的对比令人震惊，"该研究的合著者、机械工程博士生Bastien Aymon表示。"我们可以在粘附植入三个月后观察到免疫学上原始的界面，这对未来的临床转化极为鼓舞。"
技术优势与未来展望
这项工作通过防止设备界面的纤维化，为所有植入式生物电子系统提供了一种广泛适用的策略，为更有效和持久的治疗方法（如高血压缓解）铺平了道路。
传统生物电子设备与新型生物粘附设备的对比：左侧显示传统设备周围形成的致密纤维组织，右侧显示使用新型生物粘附策略后界面保持免疫学原始状态，效果可持续长达12周。
这项技术的突破性在于它解决了植入式医疗设备面临的核心挑战之一——生物相容性问题。通过创新的粘附策略，研究团队不仅延长了设备的使用寿命，还显著提高了治疗效果，特别是在高血压治疗方面展现了巨大潜力。
技术细节与科学原理
该生物粘附技术基于对免疫反应机制的深入理解。传统植入式设备触发的一系列免疫反应导致纤维组织形成，最终将设备包裹起来，阻碍其与神经的有效互动。而这项新技术通过特殊的生物粘附材料，直接将电极与神经组织紧密贴合，形成稳定的连接，从而避免了免疫细胞的识别和攻击。
研究团队在多种神经类型上测试了这一技术，包括枕神经、迷走神经、腓深神经、坐骨神经、胫神经和腓总神经，结果显示均取得了良好的效果。这种广泛的适用性意味着该技术可以应用于多种神经系统疾病的治疗。
高血压治疗的创新突破
在高血压治疗方面，研究团队特别关注了腓深神经的刺激效果。传统针灸理论中，小腿部位被用于高血压治疗，而腓深神经正好位于一个关键针灸穴位上。研究团队将这一古老智慧与现代生物电子技术相结合，首次实现了通过神经刺激实现长期血压调节。
在临床前实验中，研究团队使用该技术对高血压模型动物进行了为期四周的持续神经刺激，结果显示血压得到了有效控制，且没有观察到明显的副作用。这一成果为难治性高血压患者提供了新的治疗选择。
技术转化与临床应用前景
这项技术的临床转化前景广阔。首先，它解决了植入式设备面临的主要挑战之一——生物相容性问题，有望显著延长设备的使用寿命。其次，该技术在高血压治疗方面展现的效果优于现有方法，且副作用更小。此外，该技术还可以应用于多种神经系统疾病的治疗，如帕金森病、癫痫、慢性疼痛等。
研究团队表示，下一步将进行更大规模的临床前研究，并计划在不久的将来开展人体临床试验。如果这些试验成功，这项技术有望在未来5-10年内广泛应用于临床实践。
行业影响与未来趋势
这项研究代表了生物电子设备领域的重要突破，对未来医疗器械的发展方向产生了深远影响。随着人口老龄化和慢性疾病发病率的上升，植入式生物电子设备的需求将持续增长。而这项技术通过解决生物相容性问题，有望推动整个行业向更高效、更持久的治疗方案发展。
同时，这项研究也展示了传统医学智慧与现代科技结合的巨大潜力。针灸作为传统医学的重要组成部分，其理论基础为现代生物电子技术的发展提供了新的思路。这种跨学科的融合创新模式，未来可能会催生更多突破性医疗技术。
结论
MIT研究人员开发的这一生物粘附技术，通过创新的材料设计和粘附策略，成功解决了植入式生物电子设备周围纤维组织形成的难题，为多种神经系统疾病的治疗提供了新的可能。特别是在高血压治疗方面，该技术展现了优于现有方法的效果和更小的副作用，为难治性高血压患者带来了新的希望。
这项技术的广泛适用性和长期有效性，使其成为生物电子设备领域的重要突破，有望在未来几年内实现临床转化，为患者带来切实的医疗获益。同时，这项研究也展示了传统医学与现代科技结合的创新潜力，为未来医疗技术的发展提供了新的思路和方向。
随着技术的不断进步和完善，我们有理由相信，这类创新的生物电子设备将在未来医疗领域发挥越来越重要的作用，为人类健康事业做出更大的贡献。
