碳纳米管纱线能够用于神经上的电疗法和诊断-实验帮
摄入或注射的药物可以把参与疾病过程的特定分子作为目标，但是要分布在全身各处，因为它们可能导致不必要的副作用。 一种被称为电疗法的方法目的是通过使用小电线来电监控和操纵控制器官功能并携带关于疾病的信息的单个神经，从而避免系统暴露。 尽管电疗法有前景，但由于缺乏生物相容性的电线，开发长期治疗方案一直是颇具挑战性的。
现在，生物医学影像学与生物工程学研究所资助的研究已经将碳纳米管纺成灵活的，神经大小的电线或纱线，能够在活体动物中实现高保真度的长期连接。 这些生物相容性纱线的开发为通过在单一神经水平上调节内部器官功能打开了新的生物电诊断和治疗的可能性藤萍作品集。
单个碳纳米管从基底上拉出来并纺成柔性碳纳米管纱线。 （?NPG）
身体的所有器官，如心脏，肺，肝脏和肾脏，都由从脑干延伸到每个器官的神经自动控制的。这些神经控制器官的功能，如心跳，呼吸频率和血压等，并根据环境和生理变化进行持续调整淘宝权微博。大脑这个区域的电活动变化，也称为自主神经系统，也可能是疾病发展的预测因素，指标或原因。
“监测和操纵自主神经系统以了解和潜在治疗疾病一直是一种有趣而尚未解决的药物治疗方法。” NIBIB康复工程和植入式医疗设备项目主任Michael Wolfson博士解释说，“这主要是由于能够将电线插入神经的技术限制，这些神经可以在长时间和不同生理条件下可靠且安全地记录的电子活动挂职网。”
在杂志Scientific Reports（"Chronic interfacing with the autonomic nervous system using carbon nanotube (CNT) yarn electrodes"）中报道的一项研究，位于俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学的生物工程师描述了高度灵活的碳纳米管（CNT）丝电极的发展，这些电极能够在大鼠的自主神经系统的主要神经中进行长达数月的电子记录。
从本质上来说，CNT纱线就是由成百上千的碳纳米管“森林”制成的纱线，这些碳纳米管从生长在其上的金属表面被拉出来，然后制成一种高度柔韧的、高度导电的位面监察使 ，是人类头发的1/100的金属丝。
(? NPG) 图片为碳纳米管纱线缠绕在一根钨针上以插入到神经中摩顶平。纱线的卷绕使其在针撤回后保持稳固地嵌入神经中。实际的针和纱线（顶部）。图显示了纱线如何缠绕在针上以便插入（下图）斯蒂夫·波林。 （?NPG）
目前用于记录来自神经的电信号的技术包括相对较大的坚硬的钨针，神经病学家用它来从患者的单个神经中读取数小时的读数，但必须在引起持续神经损伤之前将其移除。其他线电极技术可以记录短时间内的神经信号，但由于它们的尺寸和刚性机械特性，它们不适合在小神经上进行长期记录。
“目前可用的电极技术与神经的机械性能根本不匹配，”Case Western生物医学工程教授及碳纳米管（CNT）纱线工作高级研究员Dominique Durand博士解释说， “有了这些类型的电极，通常就像将玻璃粘在意大利面条上。我们的碳纳米管纱线的尺寸和灵活性与实际神经相似。这些特性使它们可以悄悄地插入特定的神经并在那里停留数月，而不会破坏组织或诱导免疫系统的攻击。”
碳纳米管纱线的生物相容性以及其携带比现有技术强10倍的电信号的突出能力，余华东使其成为长期记录特定神经信号的理想选择。最后，由于无损伤的神经能保持周围的轴突完整，这有助于消除背景噪音。因此，碳纳米管纱线具有出色的信噪比（SNR），马姨这对于这类研究是至关重要的。
该小组测试了大鼠自主系统中两个主要神经中的CNT纱线。一项研究涉及迷走神经，它贯穿整个身体连接到许多器官。总所周知心急如焚造句，神经控制和监测一系列功能，包括心率异界纨绔剑神，消化道运动，出汗和免疫反应。
CNT纱线电极也插入舌咽神经中。神经与许多器官相连，包括颈动脉，耳朵，舌头和唾液腺部分，这些部位与吞咽有关。
图片是碳纳米管纱线嵌入大鼠的迷走神经中。（?NPG）
在这两种神经中，稳定电活动的记录保持10周以上。监测神经活动的脉冲的同时动物对生理学挑战作出反应。其中的挑战包括用生理盐水使大鼠胃胀大都市小钢炮，以及大鼠处于低氧环境的持续时间短。在每种情况下驱魔笔记，由挑战诱导的生理变化导致在整个10周的实验期间使用CNT纱线植入物记录的电活动易于检测到的变化。
“虽然这是早期的研究，但我们相信这一结果表明，该技术可用于可靠的长期生理功能电气监测，”杜兰德说鬼四虐，“这是通过控制患病器官功能的神经来追踪监测疾病进展的重要一步智羊羊。”
Durand解释说，我们的目标是要了解什么样的电子特征或图形指示疾病发展，并将其用于早期干预，可能通过电刺激或甚至阻断神经。例如，针对严重高血压的一种治疗是切断肾神经。这显然是不可逆转的。Durand解释说，CNT纱线电极可用于阻断神经冲动而不切断神经，使治疗过程可逆。
该组织还对这种记录方法改进修复学的潜力感到兴奋。“当一只手臂被截肢时，还有数万个神经元，” Durand说，“这种方法是将CNT纱线插入单独的神经中，并记录个体认为移动缺失手臂时产生的电信号 - 实质上是学习由移动手臂意图形成的电信号。”终极目标是开发能够将这些电信号转化为用户更好地控制假体的神经接口。
原文链接：（https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=49513.php）
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