微细加工和医学成像技术的进步加快了植入式神经假体的创新步伐
材料,微细加工和医学成像技术的进步加快了植入式神经假体的创新步伐。这些柔软的,生物相容的设备依靠神经系统的电刺激,在改善麻痹和耳聋等一系列疾病的患者的生活质量方面显示出巨大的潜力。尽管有他们的承诺,但大多数突破性的发现从未使它脱离实验室。
很少有发现能推向市场
研究人员往往低估了将发现从实验室带入临床所需的工程和开发工作量。EPFL的软生物电子接口实验室(LSBI)负责人StéphanieLacour说:“这些发现可能远远超出了曲线,以至于要找到愿意从事开发工作的行业合作伙伴几乎是不可能的。”
在评估新的可植入设备与保健实践的物理和生物学现实之间常常存在脱节。Lacour补充说:“有了一个新的柔软的,可植入的界面,您就必须执行不适用于常规植入物的额外验证步骤。”
EPFL团队已经开发了一种实验协议,用于测试,优化和验证柔软的个性化植入物,例如LSBI研究人员开发的设备。该方法应有助于促进从实验室到市场的过渡,该方法在《高级材料》杂志上发表。
四个步骤
第一步是开发将要植入该设备的组织的个性化,解剖学上准确的生物物理原型。通过医学成像数据和3D打印技术使此过程成为可能。LSBI的科学家Giuseppe Schiavone解释说:“这意味着,对于每位患者,我们都会复制最终将植入植入物的组织的精确结构。”
接下来,对制造过程进行优化,以确保它既可靠又可重现。将软植入物插入组织原型中,然后将其放置在复制人体内部生物物理条件的环境中。研究人员使用实验室开发的仿生平台,对植入物和周围组织施加机械刺激,以模拟动态的体内环境,并验证该装置的生物相容性和治疗功效。该平台还可以在接近现实的条件下对植入物进行物理和电化学老化。
通过测试进行微调
Schiavone补充说:“通过这种方法,我们能够更快,更现实,更便宜地测试植入物,而无需进行外科手术。”“而且因为我们在过程的每个阶段都对设备进行了评估,所以我们可以在不造成中断的情况下即时调整和改进它。”据Schiavone称,缺乏对柔软,生物相容性植入物的标准化验证程序,这意味着研究团队目前正在制定自己的协议。
LSBI的研究人员与弗里堡大学的Marco Capogrosso和EPFL的团队以及洛桑大学医院(CHUV)的团队合作,由GrégoireCourtine和Jocelyne Bloch领导,以测试e-dura的方案,e-dura是EPFL开发的植入神经调节装置脊髓硬膜外腔。
尽管这些新的柔软的可植入设备尚未准备好进行临床试验,但论文的作者希望他们的工作将鼓励其他研究人员应用翻译原理并支持医疗技术创新的进一步发展。