电极袖口改善测试用电的医学治疗治愈
![Acute VNS in mouse model and monitoring their heart and respiration rate as biomarkers for stimulation efficacy. (a) schematic diagram of the acute VNS in the mouse model, (b) zoom-in schematic diagram of the acute VNS in the mouse model, (c) optical image of the acute VNS in the mouse model, (d) mouse heart rate change as the function of stimulation current at channel 1, (e) mouse heart rate change as the function of stimulation current at channel 2, (f) mouse respiratory rate change as the function of stimulation current at channel 1, (g) mouse respiratory rate change as the function of stimulation current at channel 2, scale bar =1 mm. Credit: Acta Biomaterialia (2023). DOI: 10.1016/j.actbio.2023.01.026 电极袖口改善测试用电的医学治疗治愈](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/electrode-cuff-improve.jpg)
西弗吉尼亚大学工程师们考虑一大步”bioelectronic医学”,使用电流的前沿方法用于治疗疼痛和疾病,随着MouseFlex的发展。该设备将促进研究的技术称为“迷走神经刺激”或迷走神经刺激法。
的迷走神经负责自然而然的身体功能,如心率、呼吸和消化。
因为迷走神经刺激法试验老鼠必须发生新的bioelectronic治疗可以在人类身上测试之前,MouseFlex-a微小电极已经形成一个袖口形状,就像一件衬衫的袖口sleeve-fits鼠标和迷走神经的传递电脉冲。
根据它的开发者,MouseFlex优于现有技术时承受的电流流经过程中处理它维持手术。
![The MouseFlex electrode created by WVU researchers will advance testing of vagus nerve stimulation, a cutting-edge bioelectronic treatment for conditions that range from epilepsy to arthritis to hypertension. Here Justin Vankirk, a doctoral candidate in mechanical and aerospace engineering, releases microfabricated MouseFlex electrodes from a silicon wafer and solder-integrates leads to the device for electrochemical testing. Credit: WVU Photo/Paige Nesbit 电极袖口发达西弗吉尼亚改善测试用电的医学治疗治愈](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/electrode-cuff-develop.jpg)
生物医学工程师道太阳,研究助理教授本杰明·m·Statler工程学院和矿产资源,说MouseFlex不仅使啮齿动物试验VNS治疗更有效,但是它的设计可以用于人类。
“这项研究很重要,因为我们的灵活的电极保持功能电刺激,”太阳说。“他们达到亲密接触鼠标迷走神经,他们忍受手术处理。MouseFlex将立即利益神经科学家和研究人员在神经工程,但耐药患者疾病是长途的受益者。”
研究结果发表在《华尔街日报》Acta Biomaterialia。
![The chronically implantable MouseFlex, developed at West Virginia University, device features specialized leads and connector systems. Credit: WVU Photo/Paige Nesbit 电极袖口发达西弗吉尼亚改善测试用电的医学治疗治愈](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/electrode-cuff-develop-1.jpg)
“迷走神经刺激用于条件如耐药性癫痫患者,”罗兰Rieth说,机械和航空航天工程学系副教授。
“VNS设备治疗这些疾病通过刺激迷走神经在颈部左边,调整神经信号,协调身体的器官系统的功能。迷走神经链接你的大脑器官如心脏、肺和胃。“迷走”是指“流浪者”的神经分支和传播与大脑连接那些器官。”
Rieth说人类在颈部迷走神经分支机构”是关于一个10英寸直径大约100000神经纤维。煮意大利面是一个很好的类比的大小和柔软的迷走神经在人类身上,但我们的研究处理小鼠的迷走神经,这是小20倍:一条厚厚的头发的直径。MouseFlex电极适合周围神经比人的头发细约10倍。”
由于体积小老鼠迷走神经和电极,它具有挑战性与神经接口和具有挑战性的电极电刺激在整个过程中保持稳定。
太阳说,他惊讶于MouseFlex满足这些挑战。
“鲁棒性电极的水平是罕见的和非常令人兴奋,”他说。“所有MouseFlex电极保持功能经过十亿次的电刺激八点milliamps-the我见过最激进的电刺激在同行的研究。”
“我们做了手术之后,然后清除电极和清洁,电化学性能在很大程度上扭转手术前的水平,这意味着容忍这些电极做手术处理。这是很重要的临床研究和商品化”。
![WVU researcher Loren Rieth demonstrates the electromechanical tester that can be used to characterize the lifetime of electrical leads connecting neural electrodes to stimulators. Credit: WVU Photo/Paige Nesbit 电极袖口发达西弗吉尼亚改善测试用电的医学治疗治愈](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/electrode-cuff-develop-2.jpg)
Rieth估计,全球大约有125000人接受刺激器在癫痫或抑郁。然而,一个新的环境评估迷走神经刺激法治疗类风湿性关节炎,自体免疫性疾病引起的免疫系统攻击人体的关节。
一个company-SetPoint参加体检进行多中心临床试验在VNS治疗类风湿性关节炎,康拉德博士和彼得,西弗吉尼亚大学医学院神经外科学系的主席在洛克菲勒神经科学研究所领导的一个临床试验在健康科学网站。
“如果治疗自身免疫病类风湿性关节炎工作和设备被批准用于这一目的,然后接受病人的数量可能会显著增加,“Rieth预测,指出其他广泛的医疗条件可能回应bioelectronic治疗,包括反应性呼吸道疾病和心脏病。
“VNS系统没有重大安全问题,”他说。“手术将电极和刺激器确实有风险,但神经外科医生遵循的程序。可能有副作用,如语音变化的刺激,在癫痫发生每隔几分钟,但这些很少需要关掉刺激器。当然,新的治疗方法可能会有不同的安全问题,这是一个关键的一部分,美国食品和药物管理局的审查过程。”
太阳指出一些附加条件迷走神经刺激使用灵活的电极像MouseFlex显示承诺:抑郁症、肥胖和高血压,也称为高血压。
“对于许多耐药患者,可靠和安全的迷走神经调制打开新途径与很少或根本没有有效的治疗方法副作用,”太阳说。“和MouseFlex技术也可以除了迷走神经的界面神经——坐骨和骶神经和脊髓,例如。刺激脊髓慢性疼痛管理是有效的,可以恢复失去的瘫痪患者运动能力。”
更多信息:道太阳et al,灵活IrOx神经电极鼠迷走神经刺激,Acta Biomaterialia(2023)。DOI: 10.1016 / j.actbio.2023.01.026