Naukowcy wykorzystują drukowanie 3D w aerozolu w celu opracowania neuronowego interfejsu o większej zdolności przeciwzapalnej

Ale zespół badaczy z Chin i Tajwanu twierdzi, że ważniejsze jest projektowanie biokompatybilnych powłok dla wszczepianych urządzeń, które naśladują mechaniczne i strukturalne właściwości tkanek mózgu, dzięki czemu można zmniejszyć reakcje tkanek po długotrwałym stosowaniu.

Naukowcy są przekonani, że należy opracować trójwymiarowe powłoki nanostrukturalne dla izolowanych obszarów, a nie miejsc z elektrodami implantacyjnymi, aby implanty mogły łączyć się z pobliskimi tkankami mózgu z większą stabilnością. Wyjaśnili swoje odkrycia w niedawno opublikowanym artykule, zatytułowanym "Wielofunkcyjne trójwymiarowe interfejsy oparte na nanokarierach, które można nanosić w nanowarstwach, aby poprawić rejestrację sygnału i zmniejszyć zwyrodnienie neuronów w implantacji neuronów."

"Mimo nanomateriałowych powłok podłoża wprowadzono układy dostarczania leków, takie jak nanocząstki poli (kwasu mlekowo-glikolowego) (PLGA), osadzona matryca pHEMA lub nanocząsteczki PLGA, systemy te nie wykazują stabilnych właściwości fizycznych i chemicznych w celu zmniejszenia odpowiedzi tkanek, w tym odpowiedniego nanostrukturalnego interfejs, właściwości mechaniczne i zdolność do biofoulingu "- napisali naukowcy. "Wielofunkcyjne powłoki wbudowane w leki muszą być opracowane i zintegrowane z neuronowymi interfejsami nanostrukturalnymi, aby umożliwić przedłużone uwalnianie cząsteczek bioaktywnych (leków przeciwzapalnych) i jednoczesną budowę naśladującej tkanki mózgowej, ale bioenergetycznego mikrośrodowiska w celu zmniejszenia zarówno ostrych jak i przewlekłych reakcji zapalnych podczas długoterminowa implantacja. "

Naukowcy wykorzystali druk 3D w aerozolu, aby opracować interfejs neuronalny o przedłużonej zdolności przeciwzapalnej, właściwościach strukturalnych i mechanicznych, które naśladują tkankę mózgową i utrzymują się właściwości nieporostowe w celu zahamowania enkapsulacja tkanek.

"Dzięki integracji technologii nanoprodukcji i wielofunkcyjnych nanomateriałów z implantami neuronowymi, możemy w znacznym stopniu zredukować reakcje reaktywnych tkanek, zapewnić ciągłą ochronę neuronów, które przetrwały i zapewnić długoterminową niezawodność implantów - wyjaśnił naukowiec.

Stworzyli nową nanowarstwę 3D oparty na neuronach interfejs, który mógłby zostać użyty do wspomagania długoterminowej implantacji nerwowej, a także do osiągnięcia lepszego leczenia chorób przewlekłych i zwyrodnieniowych. Naukowcy wykorzystali "nowatorską kombinację antyoksydacyjnych obojnaczych nanokarionów i technologii nanoprodukcji", aby stworzyć interfejs. Zespół opracował nowyrodzaj przeciwzapalnego nanożelu na bazie amfifilowego modyfikowanego polidimetylosiloksanem N, O-karboksylowego chitozanu (PMSC) wprowadzonego z oligo-proantocyjanidyną (OPC), zwanego OPMSC.

"Naturalny OPC może być stosowany jako lek przeciwzapalny ze względu na jego multipotencjalne działanie terapeutyczne w chorobach neurodegeneracyjnych "- wyjaśniają naukowcy. "Ponadto, biorąc pod uwagę obfitość grup hydroksylowych i aromatyczną architekturę, półhydrofilowy OPC może działać jako stabilizator strukturalny, aby pomóc w samo-przyleganiu nanożeli, dzięki czemu struktura przekształci się w biostabilny, 3D przeciwzapalny interfejs nerwowy." / p>

Zespół bezpośrednio wytwarzał nanożele OPMSC na membranie przy użyciu technologii drukowania aerozolowego, ponieważ jest to technologia niskotemperaturowa. Podczas opracowywania implantów nerwowych najważniejsze są właściwości mechaniczne, dlatego naukowcy przeprowadzili, między innymi, testy rozciągania na ich nowym interfejsie neuronowym opartym na nanowarstwierze 3D, który również został wszczepiony u gryzoni.

"Po krótkotrwałej i długotrwałej implantacji in vivo, sonda neuronowa oparta na OPMSC wykazywała względnie niższą wartość impedancji i dużo wyższą stabilność sygnału w porównaniu z niepowlekaną sondą" - podsumowali naukowcy. "ADC uzyskane za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) wykazało, że sonda oparta na OPMCS łagodzi obrzęk w ostrej fazie i dodatkowo zmniejsza uraz tkanek w fazie przewlekłej. Immunobarwienie anty-NeuN, anty-ED1 i anty-GFAP wokół wszczepionego miejsca dalej wykazało, że sonda opłaszczona OPMSC znacząco zmniejszała populację aktywowanych mikrogleju i astrocytów przez wszystkie okresy trwania, co skutkowało zwiększonym przeżyciem 28 dni po wszczepieniu. Takie wielofunkcyjne nanostrukturyzowane sondy neuronowe pokryte OPMSC mogą zapewnić długotrwały funkcjonalny interfejs nerwowy do długoterminowej implantacji nerwowej. "