科学家打造出只需通过无线外部充电的新型人体植入物

据外媒报道，当涉及到某些神经疾病的治疗时，医生们会越来越多地考虑使用靠电池驱动的植入物来刺激大脑的某些部分。然而现在科学家开发出了一种由外部磁场供电的装置。通常情况下，对于癫痫或帕金森氏症等疾病来说，神经刺激电极可以通过手术植入大脑。

这些电极会被硬连接到一个单独的由电池供电的类起搏器的装置上，该装置则都会被植入身体其他部位的皮下。虽然电池可以充电，但它最终还是会发生耗损并在最终需要通过手术更换。

作为一种替代方法，研究人员现在研究出了一种只有在需要的时候给大脑植入物无线充电的方法。虽然有人提出了超声波、无线电波和光能等能量来源，但位于德克萨斯州休斯顿的莱斯大学的科学家指出，所有这些能量来源要么会受到生物组织的干扰，要么会产生大量有害的热量。

在研究生Amanda Singer的带领下，他们这支团队开发出了一种磁能神经刺激器。它的形状是一层薄薄的矩形薄膜--大约米粒大小--由两层材料组成。第一层是由铁、硼、硅和碳组成的磁限制箔，当受到磁场作用时，它会在分子水平上振动；第二层是压电晶体，它将金属箔的振动转换成电压，然后集成电路对电压进行调制进而将其频率降低到神经元会对其做出反应的程度。

在实验室测试中，研究团队在老鼠的头部皮下植入了一个植入物，这个植入物跟延伸到大脑奖励中心的电极相连。这些啮齿动物可以在笼子里自由活动，看得出来它们喜欢待在有磁场激活设备的地方。

“我们的研究结果表明，使用磁电材料进行无线电力传输不仅仅是一个新颖的想法，”该研究论文的通讯作者Jacob Robinson说道，“这些材料还是临床级无线生物电子学的优秀候选材料。”

相关研究报告已发表在《Neuron》上。