用压电纳米粒子来提供深度脑刺激

韩国浦项科技大学的一组研究人员与美国佐治亚理工学院的一名同事合作，开发了一种无需手术就能进行深度大脑刺激的方法。在他们发表在杂志上的论文中自然生物医学工程，该小组描述了将压电纳米颗粒穿过血脑屏障(BBB)，并使用超声波脉冲使它们产生电脉冲。

先前的研究表明，对大脑的某些部位施加少量电流可以治疗癫痫或帕金森病等脑部疾病。不幸的是，这样的治疗需要通过脑部手术来植入微型电极，这给患者带来了许多风险。在这项新的努力中，在韩国工作的团队开发了一种方法深部脑刺激没有手术。

研究人员开发了一种特殊类型的压电纳米颗粒，可以进入大脑。这些纳米颗粒是在超声刺激下会发光的那种。先前的研究表明一氧化氮因为它的反应性很强，会在短时间内破坏血脑屏障的功能。为了使纳米颗粒能够通过血脑屏障，研究人员在它们表面涂上了一层钛酸钡然后是一层一氧化氮和多多巴胺的混合。

研究人员首先对纳米颗粒进行了超声震动测试。他们发现反应和预期的一样;一氧化二氮和直流电被释放。接下来，他们将几个纳米颗粒放入含有神经元样细胞的培养皿中进行测试，发现当应用超声波时，细胞内Ca^{2 +}通道增加，表明细胞如预期的那样受到了电刺激。

接下来，研究人员将纳米颗粒注入测试老鼠随后证实纳米颗粒已经通过了血脑屏障。随后，他们利用外部来源的超声波来引导纳米颗粒直接向大脑发射电流，从而导致多巴胺水平的增加。最后，研究人员测试了帕金森症小鼠模型在接受纳米颗粒深度脑刺激后的行为，发现运动功能有所改善。

还需要进行更多的测试，但研究人员相信他们已经找到了一种不需要手术就能为患者提供深度脑刺激的方法。

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