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基于硅材料与器件的光触发生物调控

DOI：10.2217/bem-2018-0012 期刊：Bioelectronics in Medicine 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 通过电刺激进行生物调控构成了许多植入式医疗设备的基础，这些设备用于治疗帕金森病等严重疾病。传统植入电极在临床应用中存在靶向性不足、体积较大、侵入性强及机制不明等局限。未来此类设备的标准医疗实践需要更精细的调节和小型化。光遗传学设备默认需要对目标神经元进行基因改造以表达光敏离子通道。虽然实验室应用光遗传学技术已深化了对帕金森病、癫痫和药物成瘾的理解并形成成熟产业，但这些工具在人体应用仍具挑战性。基于新材料的生物调控技术已应用于从宏观到分子尺度的人体功能研究[1-8]。这些材料产生的电/光刺激现可操控神经活动、血管生成、心率等多种系统。实现此类调控的设备可通过多重机制在实验室和临床环境中运作，并能配置为产生新特性的新型形态[2-4,6,8]。
作者： Naomi K Yamamoto，Bozhi Tian
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究利用硅基材料和器件实现光触发生物调控，以克服传统基于光遗传学和电学方法的生物调控局限性。

研究成果

硅材料为当前基于传统光遗传学和电学方法的生物调控所面临的局限提供了极具前景的解决方案。其良好的生物相容性与可调谐性适用于从细胞内层面到整个组织和器官的广泛应用。进一步研究可催生多种具有特异性与可控性的定制化应用，从而开启下一代光响应疗法及临床转化潜力日益增强的调控性生物界面之门。

研究不足

随着纳米线不可避免地降解（这在可生物降解设备中是必然发生的），该技术需要随时间增加激光功率。这可能会限制该技术的长期应用。

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