综述:刺激响应型纳米材料在无线精准神经调控中的应用

【字体: 时间:2025年09月05日 来源:Small Methods 9.1

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了基于刺激响应型纳米材料(SRNMs)的无线神经调控技术,突破传统电刺激/光遗传学(Optogenetics)的侵入性局限,聚焦能量转换材料、人工催化纳米材料等四类材料的构效关系,为神经系统疾病治疗提供高靶向性、长期生物相容性的创新解决方案。

  

Abstract

神经调控技术作为干预神经环路、治疗神经系统疾病的核心手段,传统电刺激与光遗传学面临组织损伤、靶向性不足等瓶颈。刺激响应型纳米材料(SRNMs)通过外源物理刺激(如光/磁/超声)或内源生物信号触发,展现出时空精准调控优势。

材料设计策略

能量转换材料:上转换纳米粒子(UCNPs)将近红外光转化为可见光,激活光敏离子通道;压电材料通过超声机械力产生局域电场调控神经元膜电位。

人工催化纳米酶:类过氧化物酶(POD-like)材料消耗活性氧(ROS),改善帕金森病(PD)模型中的氧化应激微环境。

神经活性材料:多巴胺仿生纳米颗粒通过结构匹配实现突触可塑性调控,在抑郁症治疗中展现剂量依赖性效应。

疾病应用

阿尔茨海默病(AD)治疗中,石墨烯量子点(GQDs)可同时清除Aβ1-42聚集体并调节小胶质细胞M2极化;脊髓损伤修复则依赖导电水凝胶引导轴突定向再生。

挑战与展望

当前材料代谢途径不明确,长期安全性待验证。未来需开发闭环反馈系统,整合柔性电子(Flexible Electronics)实现实时监测-调控闭环。该领域突破将推动神经退行性疾病临床治疗的范式变革。

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