神經植入裝置新突破，多功能橡膠導電纖維有望修復脊髓神經

近日，科學家發明了一種多功能橡膠纖維，可用於研究脊神經，甚至修復其功能。

可植入纖維在腦科學研究中非常火熱，科學家可以利用植入纖維來刺激大腦特定部位，並記錄其電活動。儘管脊神經的研究非常重要，可用於脊椎損傷修復，但是由於技術有限，目前脊神經的研究還相對落後。其主要障礙就是，脊椎會隨著身體的運動彎曲和延伸，但是目前的可植入纖維多是相對堅硬和脆的，它們非常容易損傷脊椎中的組織和細胞。

近日，MIT科學家發明了一種類橡膠的纖維，他可彎曲可延伸，可導電可導光，可刺激可記錄。這一發表在《Science Advances 》（科學前沿）上。

「我們希望能發明一種多功能的人機介面，它可以和人體組織很好地相容，又可以用於刺激和記錄神經電活動。」

研究人員表示，該發明是為了更好地研究脊神經的功能，脊椎不只是會彎曲，也會在運動的過程中拉伸，所以，尋找某種類橡膠的彈性纖維，似乎成了理所當然的方向。然而，類橡膠化合物很多都不適合做成纖維，它們很容易融合成一束很粗的線，而不是一根根像頭髮絲細的纖維。

「在一般的活動中，脊椎大概只會拉長12%。」MIT材料與工程系教授Polina Anikeeva風趣地說到，「不需要做『下犬式（一種拉伸的瑜伽姿勢）』那麼大幅度的延伸。」所以，尋找一種可以和脊椎有類似的延展性和彈性的材料成了這項研究的重點。

「我們的最終目標是找到能模擬脊髓的材料。」她補充說，「橡膠有類似的彈性，但是用橡膠做纖維很難，它們太容易融合在一起了。我們希望這個材料將來能用於脊髓損傷的治療，所以目前的第一步，還是要找到一個合適的材料，能夠有脊髓的特性，而不對身體產生損傷。」

此研究團隊，先製造了一種可以傳導光的透明橡膠，它是被嵌在一個多聚體保護層內拉成絲的，這樣形成的纖維有一定的彈性和延展性。當橡膠纖維成型後，再把多聚體保護層溶解掉。然後，在透明橡膠表面，鍍上了一層網狀的導電納米銀線。整套加工過程完成後，得到的就是一根透明的，可導電導光，可拉伸的纖維。

「說實在的，這就是一根橡膠，但是它能導電導光。」Anikkeeva說到，這條纖維至少可以被拉伸20%到30%而不改變它的特性。當然，這個纖維還很有彈性，你甚至可以用它來縫合，但它也能夠傳遞光信號。

「我們是第一個發明這樣一個彈性纖維的團隊，它可以在移動的小鼠脊髓中刺激和記錄光電信號。希望我們的工作可給神經科學研究提供一種新思路。」研究人員表示。研究脊髓的科學家一般都選擇使用比較大的動物來進行研究，因為越粗的神經纖維，越不容易被脆硬的纖維傷到。

儘管小鼠有更多的基因品系能夠用於研究，但是之前因為沒有合適的方法去刺激小鼠的脊神經，它們很少被用於此類研究。

脊髓中有很多不同類型的細胞，脊髓損傷後這些細胞怎麼恢復還不明了，或者根本不恢復。科學家們希望，這個彈性纖維將來可以被用於脊髓損傷的修復。

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