一种磁化奈米粒子注射剂 可望温和的治疗帕金森症

六边型的压电材料磁化后自行发电,也就能以微电流刺杀神经元受体,释放安定神经的离子。(图/MIT)

帕金森氏症(Parkinson's disease ,PD)是一种影响中枢神经系统的慢性神经退化疾病,患者会无法抑制的擅抖。医学界已开发出深部脑部刺激(DBS)的疗法,,向大脑深部埋入电磁,选择性地刺激这些区域的神经元,可以有效控制帕金森氏症。但植入和刺激这些电极可一个棘手的过程,手术较有风险。现在科学家现在正在开发一种替代品,即微型可注射式磁化奈米颗粒。

新阿特拉斯(New Atlas)报导,需要进行脑部手术才能将电极放入大脑,即使是现在也都是较有风险的治疗手段。虽然许多更简单、侵入性较小的 DBS 也在研究中,但其中许多仅限于在大脑表面作用,这使得它们刺激的区域过于广泛,效果会比深度刺激来的差。

这就是微型「磁电式奈米盘」(MEND)的登场时刻。这种扁平六角形粒子,是由麻州理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)和德国弗里德里希-亚历山大大学(Friedrich-Alexander University)的科学家共同开发,每个颗粒宽度仅 250奈米,由压电材料制作的外壳,内有两层磁弹性物质。磁弹性材料在磁化时会改变形状,而压电材料在受到机械应变时会产生电流。

当外部施加磁场时,磁芯会改变形状来做出反应。从而使其产生电力。之所以刻意制成扁平形状,是因为压电效应才能使它们有发电的效果,早先开发的球形磁性颗粒的,压电效果就不够好。

一旦外部磁场关闭,MEND 就会恢复到先前的无电性状态。

在小鼠实验中,装有MEND溶液中的药剂被注射到小鼠大脑的丘脑底部区域,确定可以在那里安全并安定的存在。丘脑底核是帕金森氏症治疗电极通常植入的区域,因为它与运动控制有关。

研究发现,透过相对较弱的外部电磁,活化这些磁物质,科学家可以产生与使用植入电极相同的刺激效果。研究人员现在正致力于增强压电效应,以产生更强、更有效的电流。

研发团队认为,以后的手术只要在头骨上钻个小孔,就可以将足够数量的MEND注射到大脑深处的精确区域,并且它们可以永久保持在原位,这样就相当于脑深部的电击盘,却不需要额外接电线,只需由外部磁场干预就能启动。