在今年年初的《科学》杂志中，Robert F. Service教授就Lacour教授及其团队在同一期杂志上发表的有关于柔软植入物治疗瘫痪大鼠、恢复大鼠行走能力的研究发表了评论文章。

Robert开门见山地指出，大批好莱坞电影往往都有这样的设想——用硅和金属生产出柔软、灵活、富有弹性的人造神经。但现实往往与科幻有很大的差距，为了恢复感觉或运动神经的功能而植入人工芯片，通过“嫁接”人造电子系统和天然生物系统，电子材料与组织匹配的实验往往以失败告终。而今，一个国际科研小组的实验称，他们给脊髓严重受损的瘫痪大鼠植入了一种极柔韧的新型电子材料。它高度仿真，弹性强，组织兼容性好，副作用小，最终成功恢复了大鼠的行走和感觉能力，为瘫痪患者的临床治疗带来了曙光。

除了疗效以外，与以往传统移植物相比这种特殊的电子器材还有一个好处，那就是不会引发免疫排斥反应。来自美国伊利诺伊大学生物电子学的材料专家John Rogers教授认为，这一点简直是无与伦比的，是移植物科技发展的一大进步。这样的电子植入物有望在体内发挥更长期的功能，有可能恢复一名瘫痪患者的行动能力，或者治疗如帕金森、多动症或者秽语综合征等以往疗效不佳的神经系统疾病。

Lacour教授等研究人员在动物体内实验电子植入物已经很多年了。但是动物与合成材料，无论是化学方面还是机械方面均很难真正匹配，容易引发难以控制的免疫反应，甚至足以致命。在活体动物实验中，植入物周围组织的生 长可能会切断移植物的电源，或者使植入物与其应该操纵的神经组织分离，而使得植入物丧失功能。美国普林斯顿大学的生物电子学工程师Sigurd Wagner说，也许寿命仅6周的电子植入物并不是什么很了不起的事，但这是此类电子装置迄今为止在动物体内正常工作时间最长的记录。

很多科学家和工程师，如 Rogers和Wagner等人一直在试图通过使用灵活的塑料物质或足够薄的金属电极，以达到足够的弯曲程度，从而提高植入物的性能。然而，在实验中，这 些新材料经常会引发危险的免疫反应，它们根本没有办法像天然肌肉和神经组织一样在具有良好兼容性的同时灵活地发挥功能。

所 以，洛桑瑞士联邦技术学院生物电子学专家Stéphanie Lacour教授以及他在瑞士和美国的同事进行了充分的系统分析，目的是找出如何能使不同材料成功植入的方法。最终他们发现，只有植入物具有非常好的柔韧 性、足够柔软，能与身体组织一起移动才有可能成功。Lacour教授对此解释道，即使很多塑料的灵活性非常好，并且非常薄，但从微观角度讲，它们仍然不够 柔韧，尤其是相比神经束这样的组织来说。

Lacour教授团队的最终 目的是让电子植入物具有类似硬脑膜一样的柔软性和灵活性。他们从一个120微米厚的硅胶片开始，然后结合印刷及其他材料沉积技术加入了7个高度柔韧的铂- 硅电极及金导线。其中的金满是裂纹，这是热蒸发沉积技术的副产品，有助于增加金的伸展能力。他们还加入了一个微通道网络以递送药物。

Lacour 教授的团队首先在大鼠身上对植入物的长期活性做了一系列检测。研究人员在实验组大鼠的硬脑膜下插入了电极芯片，使电极与脊髓神经紧密结合，同时对照组的大 鼠接受了较硬电极芯片材料的移植，而另一个“假”手术组，也就是空白对照组暴露硬脑膜但不使用电极芯片。尽管三组术后都进行6周的恢复训练，但用生硬植入 物的大鼠在步态和步行能力上都受到了严重影响。但柔软植入物组就完全不同，恢复得像假手术空白对照组一样好。此外，生硬的植入物周围充满了星形胶质细胞和小胶质细胞等急性免疫反应细胞，而软植入物周围则没有这些细胞。

在他们所进行的另一项研究中，Lacour教授的团队在神经束损伤的瘫痪大鼠模型中，将柔软的电极沿脊柱排列，并在植入物中加入了已知的治疗药物，结果实验鼠恢复了行走能力。

毫无疑问，这一研究成果是可喜的，也是惊人的。这种电子芯片不仅与肌体兼容情况良好，发挥的疗效也很完美，能向受 伤部位同时发送电子脉冲和治疗药物，发挥双重治疗作用，瘫痪大鼠经过几周训练后就能再次独立行走。当然，动物实验只是第一步，距离人体试验还有很大距 离，Lacour教授团队的创造还需要进一步在实践中验证。她和她的同事们正在设计更高级的版本，也许马上能赶上“好莱坞”水平了。

（作者：刘元、白蕊)

参考文献：Science 2015;347:114