用于慢性偏头痛中枢敏化无线神经调控的生物适应性声电纤维

《Advanced Fiber Materials》：Bioadaptive Acoustoelectric Fibers for Wireless Neuromodulation of Central Sensitization in Chronic Migraine

　　

摘要

慢性偏头痛是一种神经系统疾病，通常对常规药物治疗反应不佳，亟需新型治疗策略。本文研发了一种用于超声驱动迷走神经刺激的生物适应性声电纤维（BAEFs），具有极高的拉伸性（830%）和低杨氏模量（0.718 MPa）。得益于其生物流体渗透性和氢键结合能力，BAEFs能够促进界面流体迁移并增强黏附力，使其能够安全地自包裹在神经表面，并保持稳定附着至少21天。BAEFs中嵌入了高性能压电颗粒，该颗粒由苯丙氨酸二肽在锆基氨基对苯二甲酸金属有机框架内通过纳米限域自组装合成。作为灵敏的超声接收器，BAEFs利用颗粒的八面体结构产生多方向压电响应，在60°超声入射角度下有效激活神经响应。在慢性偏头痛模型中，通过BAEFs触发的超声迷走神经刺激抑制了神经元的过度激活，下调了Fos原癌基因、AP-1转录因子亚基和降钙素基因相关肽的表达，并缓解了共病的焦虑和抑郁行为，从而显著缓解偏头痛症状。本研究确立了通过BAEFs进行超声诱导生物电子调控作为治疗慢性偏头痛的一种有前景且具有临床转化潜力的疗法。

图形摘要

慢性偏头痛是一种神经系统疾病，通常对常规药物治疗反应不佳，亟需新型治疗策略。本文研发了一种用于超声驱动迷走神经刺激的生物适应性声电纤维（BAEFs），具有极高的拉伸性（830%）和低杨氏模量（0.718 MPa）。得益于其生物流体渗透性和氢键结合能力，BAEFs能够促进界面流体迁移并增强黏附力，使其能够安全地自包裹在神经表面，并保持稳定附着至少21天。BAEFs中嵌入了高性能压电颗粒，该颗粒由苯丙氨酸二肽在锆基氨基对苯二甲酸金属有机框架内通过纳米限域自组装合成。作为灵敏的超声接收器，BAEFs利用颗粒的八面体结构产生多方向压电响应，在60°超声入射角度下有效激活神经响应。在慢性偏头痛模型中，通过BAEFs触发的超声迷走神经刺激抑制了神经元的过度激活，下调了Fos原癌基因、AP-1转录因子亚基和降钙素基因相关肽的表达，并缓解了共病的焦虑和抑郁行为，从而显著缓解偏头痛症状。本研究确立了通过BAEFs进行超声诱导生物电子调控作为治疗慢性偏头痛的一种有前景且具有临床转化潜力的疗法。

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