约翰霍普金斯大学的一位材料科学家和一组合作者开发了一种微型设备，有望使下肢瘫痪的人恢复行动能力，大约有140万美国人患有下肢瘫痪。
这种新型装置是一种脊柱刺激器，通过简单的注射就可以放置在受伤部位下方，与传统的刺激器不同，传统的刺激器体积庞大，必须远离控制腿部运动的神经。
“脊髓刺激器背后的概念是它们能够绕过受伤区域，将大脑的基本运动命令发送到负责腿部运动的脊柱区域。“我们的创新方法解决了许多现有脊髓刺激技术面临的关键挑战:实现精确的刺激和最小的侵入性，”成员林丁昌说，他是怀廷工程学院材料科学与工程系的助理教授，也是约翰霍普金斯纳米生物技术研究所的核心研究员。
该团队的研究结果发表在《纳米快报》上。
传统的脊髓刺激器要么植入脊髓背表面(面向人的背部)，要么直接植入脊髓组织。根据Lin的说法，这两种策略都不理想:前者损害了植入物精确定位重要神经的能力，后者不仅会在植入手术中对组织造成损害，还会引起生物相容性问题。
林的团队首先确定了一个新的刺激部位，腹外硬膜外表面，它非常接近脊髓中关键的运动神经元，无需手术即可到达。然后，他们设计了一种纳米级、超柔性和可拉伸的装置，可以通过一个小注射器和一个简单的注射泵插入。
“将这项新技术应用于小鼠模型，我们使用比传统背侧刺激低近两个数量级的电流来激发腿部运动。我们的刺激器不仅能够实现更广泛的运动，而且还允许我们对电极阵列的刺激模式进行编程，这导致了更复杂和自然的腿部运动，让人想起走路，踢腿和挥舞，”林说，他领导了团队的设计和选择该设备的支架材料，该材料是定制的，以实现最佳的机械性能和长期生物相容性。
研究人员希望这项技术——如果最终被证明安全有效地用于人类——有朝一日可以帮助脊髓损伤或神经运动疾病患者恢复腿部功能。他们还相信，这种低侵入性的植入方法可以让更多的人接触到它。
“这项技术可以显著提高许多患者的生活质量，降低个人护理成本，并帮助他们重拾信心和尊严，”林说。
团队成员计划继续研究该设备，并着眼于最终的人体临床试验。
