柔性植入物能定向輸藥至不同腦區

來源：科技日報

記者：劉霞

一個國際科研團隊研發出一種細長柔韌、內置微通道的新型腦植入物，可定向輸送藥物至大腦不同區域。這項突破有望推動對癲癇、記憶與決策等復雜腦功能的研究，并為神經系統疾病的精準治療開辟新路徑。相關論文發表于新一期《先進科學》雜志。

圖片來源：攝圖網

該裝置名為微流體軸向電極，由丹麥理工大學、哥本哈根大學與英國倫敦大學學院等機構科學家聯合開發。微流體軸向電極之名源于其核心設計理念：功能沿軸向分布，不同于傳統末端作用的設備，它能在植入路徑上的多個深度同步進行光刺激、電信號記錄與藥物遞送。

目前大多數腦植入物采用硅基硬質材料，容易引發腦組織炎癥和免疫反應，長期穩定性差。而新電極由柔軟的聚合物光纖制成，質地接近腦組織，能隨大腦自然運動而彎曲，顯著減少機械損傷與慢性排斥。更關鍵的是，它的尖端經過特殊傾斜設計，體積更小，插入時對腦組織的破壞更輕，實現了更高精度、更低創傷的植入。

傳統腦用光纖多為平頭結構，僅在最末端釋放光或進行測量，如同一根“探針鼻尖”觸碰目標區域。這種單點操作極大限制了研究范圍，許多重要腦功能涉及皮層與深部結構（如海馬體）之間的跨層互動，單一作用點難以捕捉全貌。

微流體軸向電極通過一種類似“拉糖絲”的精密工藝制造：粗大的聚合物棒被加熱后拉伸成直徑不足半毫米的超細纖維。其內部結構高度集成，中央是導光芯，周圍環繞8個微型流體通道，還可嵌入用于電生理記錄的超細金屬導線。

這一設計使團隊能在同一根柔性纖維上，實現多深度光刺激、跨層電信號采集，以及在相距近3毫米的不同腦區精準注射不同藥物或化學物質。

實驗已在小鼠身上成功驗證。植入微流體軸向電極后，小鼠可自由活動，未見明顯不適。結果顯示，研究者能同時監測小鼠大腦皮層與海馬體等深層區域的電活動，并在多個層次獨立施加光刺激或注入試劑。

隨著進一步優化，微流體軸向電極有望成為研究腦疾病機制、開發閉環神經調控療法的重要工具。