新型脊髓植入物为 SCI 康复带来希望

奥克兰大学（University of Auckland）的一个工程师团队在制造一种植入式电子设备方面取得了重大进展，这种设备旨在帮助脊髓损伤患者恢复功能。这种轻型植入物可以彻底改变脊髓损伤的治疗方法。以下是您需要了解的信息。

脊髓损伤

脊髓由管状组织构成，从头颅后部沿着脊椎骨一直延伸到下腰部。它作为神经系统和大脑与身体其他部分沟通的主要通道，发挥着至关重要的作用。具体来说，它负责反射和控制运动等重要任务。

脊髓在人体生物学中发挥着至关重要的作用。因此，脊髓的任何损伤都可能导致多种疾病，包括神经性不适、运动和感觉能力丧失、大便失控，甚至性功能障碍。

根据最近的 学业目前，全球有 1,500 多万人患有脊髓损伤（SCI）。这些损伤的程度从身体不适到无法完成基本的日常任务不等。对于脊髓损伤患者来说，上厕所或做午饭等小事都可能变得不可能。更糟糕的是，未来发生更多 SCI 的趋势似乎越来越明显。据估计，今年将有 20-50 万人罹患 SCI。

脊髓损伤为何难以治愈

与其他损伤相比，脊髓损伤有很多方面使其更难处理。首先，脊髓的愈合速度与身体其他部位不同。因此，在您的一生中对其造成的任何损伤都可能成为永久性的。

研究人员很早就认识到，创造一种能使脊髓有效再生的治疗方法将改变游戏规则。鉴于大多数脊髓损伤的严重性，人们都知道，即使是对患者功能的微小提升，也会在生活质量方面带来巨大的好处。

治疗脊髓损伤的方法

研究人员尝试了许多不同的方法来寻找治疗 SCI 的有效方法。其中一种方法是使用极性变化的低频电场。 具体来说，对脊髓进行高频神经调控脉冲有助于刺激脊髓再生。

这种治疗方法依赖于将电极植入硬脑膜正上方的肌肉中。研究人员在非人类患者（包括灯笼鱼、豚鼠和狗）身上取得成功后，这种方法迅速发展起来。这一成功促使第一批人类患者接受了这种治疗。

脊柱是如何形成的

这种治疗策略之所以有效，是因为电场有助于塑造神经系统的早期发育。当身体开始发育时，电场会帮助脊髓沿着从脑干到腰部的路径前进。值得注意的是，这些电脉冲能促进组织和神经的生长。

当前 SCI 治疗存在的问题

虽然利用电脉冲治疗 SCI 的科学研究仍在进行中，但进一步采用这种疗法已经遇到了一些障碍。首先，以前的治疗依赖于植入的电节点。这些节点由金属制成，会随着时间的推移而腐蚀，降低治疗效果，并可能导致其他并发症。

此外，这些电极的位置可能导致读数不规则，从而限制了治疗促进长期再生的能力。此外，找到合适的信号和强度以优化低频刺激也一直是个难题，因为腐蚀问题会导致信号随时间衰减。

可悲的是，当结节开始腐蚀时，它们会对身体造成伤害，改变你的 PH 值，并将金属副产品和离子带入你的体内。值得庆幸的是，一个科学家团队提出了一种新方法，可以帮助解决许多此类问题，为全球数百万 SCI 患者提供帮助。

脊髓植入物研究

奥克兰大学 Waipapa Taumata Rau 工程师团队在" "中展示了一种治疗 SCI 的新型方法。每日电场治疗可改善胸廓挫伤脊髓损伤大鼠的功能预后"研究。

本文深入探讨了一种先进的超薄膜装置的制作方法，该装置设计用于植入硬脑膜下。该装置使用超级电容器电极和低频来提高生物耐受性，从而更容易制定长期治疗策略。

资料来源 奥克兰大学

旨在不妨碍生活

工程师们意识到，他们的植入物必须超薄，才能舒适地固定到位。他们首先重新设计了电极。他们摒弃了以往方法中使用的金属电极。取而代之的是涂有溅射氧化铱薄膜（SIROF）的电极。

这些电极的尺寸也得到了改进，以提高其功能。值得注意的是，这些电极将直接植入脊髓，为受伤部位提供微弱电流。在决定采用这种特殊的薄膜制造方法和设备之前，研究人员尝试了多种方法。

交替极性

新型脊髓植入系统每 15 分钟向受损组织施加一次交替电荷。这种电荷的频率大约为 0.5 毫赫兹，因此能在两个方向上帮助轴突生长。 具体来说，该设备采用 250 毫秒的脉宽刺激。令人印象深刻的是，这种脉冲比传统方法要长得多，而且在操作时不会出现电极回流的情况。

脊髓植入物测试

科学家用了 12 周的时间来证明他们研究的可行性。测试阶段包括将该装置植入实验鼠体内。大鼠是少数几种能从脊髓损伤中自然恢复的动物之一，因此是这项工作的理想起点。

工程师们进行了为期 4 周的治疗，然后监测动物的反应。试验结束后，对大鼠的脊髓组织进行了检查。最重要的是，对接受治疗和未接受治疗的大鼠都进行了测试，以确定新疗法对愈合过程有哪些促进作用。

脊髓植入结果

试验结果令人印象深刻。工程师们注意到，这种疗法能安全地恢复严重脊髓损伤后大鼠的运动能力。动物开始出现运动和感觉恢复的迹象。

作为测试的一部分，老鼠的爪子被施加了微弱的电流。在测试中，接受过治疗的老鼠能够识别和感受到电流，并做出相应的反应，将爪子拉开。令人印象深刻的是，与未接受治疗的老鼠相比，接受治疗的老鼠从测试第一周起就显示出愈合情况有所改善。

数据表明，硬膜下刺激使受试者恢复了后肢功能和触觉灵敏度。此外，这种方法不会像传统方法那样使脊柱发炎。他们注意到，电极确实像以前的金属电极一样扩散到周围组织中。

研究小组随后对电极进行了研究，看它们在植入后是否会产生任何有害的副产品或副作用。结果显示没有任何污染，这意味着工程师们可以更频繁地使用这种方法进行治疗，而且风险更低。最后，测试结果表明，接受治疗的老鼠在各种运动技能测试中的表现都有所改善，与运动相关的大脑区域的细胞数量也有所增加。

脊髓植入物的益处

脊髓植入物有许多优点，可以改变游戏规则。首先，脊髓损伤没有有效的长期治疗方法。这种方法将为进一步研究电刺激对人体的长期影响打开大门。

新系统为患者提供了更长的刺激时间。具体来说，报告指出，新型阴极的性能比前代产品高出 1000 倍，这意味着治疗可以提供更强的剂量，而不会对患者造成任何伤害。

减少功率

工程师们指出，交变极性方法非常节能。它只需要其他植入式治疗方法所需的一小部分能量。这种低能耗要求意味着该设备可以通过压电电子学或电池以外的其他方法由人体供电。

更强的穿透力

另一个主要优点是，较大的电极可以更深入地穿透脊髓内的 EF。低频信号越深入，人体的反应就越有效。令人印象深刻的是，该设备在提高电脉冲穿透力的同时还降低了能耗。

舒适的设计

这种方法的最大好处之一是植入物不会给佩戴者带来任何不适。原来的方法使用的是一个大得多的装置，可能会给佩戴者带来困扰，造成潜在的损坏风险等。新方法使用超薄装置，这意味着患者可以在不知不觉中佩戴该装置。

更安全的使用

研究小组很快指出，这种新疗法比其他方法要安全得多。具体来说，研究小组发现患者的炎症反应要少得多。没有脊髓损伤的病例，而且这种疗法不会像前代疗法那样在电极-组织界面产生不可逆的法拉第反应。此外，人体也不会对该装置产生免疫反应。

脊髓植入物的实际应用和时间表：

脊髓植入技术在现实世界中有许多应用。最明显的应用场景是帮助全世界数百万脊髓损伤患者过上更好的生活。这种方法代表了有效治疗策略的巨大飞跃。

时间表

这项技术正式进入医疗领域可能还需要 7-10 年的时间。关于治疗的长期效果，还有很多研究工作要做。此外，由于治疗的复杂性和任何意外对患者的影响，工程师们还需要花费数年时间才能获得监管机构的批准。

脊髓植入物研究人员

脊髓植入研究是由奥克兰大学和瑞典查尔姆斯理工大学的工程师们提出的。布鲁斯-哈兰德博士是这项研究的首席研究员。此外，他还得到了达伦-斯维尔斯基斯教授、玛丽亚-阿斯普伦德和其他几位来自认可大学的科学家的支持。

脊髓植入物的未来

这项技术的前景一片光明。现在，该团队将集中精力，利用他们所学到的知识，创造出一种可靠而准确的医疗设备。有朝一日，该设备将造福数百万脊髓损伤患者。此外，该小组还将深入研究治疗的重要方面，如频率、持续时间以及药物的配合使用。

投资健康科学

医疗器械制造行业是一个竞争激烈的行业，拥有多家主导企业。这些公司生产的产品旨在帮助那些身患重病的人。这些公司致力于推动科学研究和健康事业的发展，因此备受投资者青睐。下面这家公司就是其中的佼佼者，它帮助将治疗水平提升到了一个新的高度。

蒂齐阿纳生命科学公司（TLSA）

蒂齐阿纳生命科学 (TLSA -2.58%) 于 2013 年进入市场。这家总部位于伦敦的生物技术公司专门从事神经炎症和神经退行性疾病（如多发性硬化症、渐冻人症、老年痴呆症等）治疗方法的研究和开发。该公司独特的方法和技术使其成为脊髓损伤治疗提供商中公认的知名企业。

值得注意的是，Tiziana 生命科学公司是唯一一家正在开发全人源抗 CD3 mAb 的供应商，该药物旨在帮助神经损伤患者。该药物目前正处于临床开发阶段，并显示出成功的迹象，研究计划于 2026 年完成。因此，许多分析师认为 TLSA 是一只具有巨大上涨潜力的股票。

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脊髓植入物 结论

遗憾的是，目前还没有可靠有效的方法为 SCI 患者提供康复途径。在大多数情况下，损伤是永久性的。值得庆幸的是，这项最新研究为未来的治疗打开了一扇大门，可以让这些人在没有任何重大副作用的情况下完全康复。为此，这些工程师的辛勤工作和奉献值得我们起立鼓掌。

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参考研究：

^{1.Harland, B.、Matter, L.、Lopez, S. 等人 每日电场治疗可改善胸廓挫伤脊髓损伤大鼠的功能预后。 自然共生 16https://doi.org/10.1038/s41467-025-60332-0}