一種磁化奈米粒子注射劑 可望溫和的治療帕金森症

六邊型的壓電材料磁化後自行發電,也就能以微電流刺殺神經元受體,釋放安定神經的離子。(圖/MIT)

帕金森氏症(Parkinson's disease ,PD)是一種影響中樞神經系統的慢性神經退化疾病,患者會無法抑制的擅抖。醫學界已開發出深部腦部刺激(DBS)的療法,,向大腦深部埋入電磁,選擇性地刺激這些區域的神經元,可以有效控制帕金森氏症。但植入和刺激這些電極可一個棘手的過程,手術較有風險。現在科學家現在正在開發一種替代品,即微型可注射式磁化奈米顆粒。

新阿特拉斯(New Atlas)報導,需要進行腦部手術才能將電極放入大腦,即使是現在也都是較有風險的治療手段。雖然許多更簡單、侵入性較小的 DBS 也在研究中,但其中許多僅限於在大腦表面作用,這使得它們刺激的區域過於廣泛,效果會比深度刺激來的差。

這就是微型「磁電式奈米盤」(MEND)的登場時刻。這種扁平六角形粒子,是由麻州理工學院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)和德國弗里德里希-亞歷山大大學(Friedrich-Alexander University)的科學家共同開發,每個顆粒寬度僅 250奈米,由壓電材料製作的外殼,內有兩層磁彈性物質。磁彈性材料在磁化時會改變形狀,而壓電材料在受到機械應變時會產生電流。

當外部施加磁場時,磁芯會改變形狀來做出反應。從而使其產生電力。之所以刻意製成扁平形狀,是因爲壓電效應才能使它們有發電的效果,早先開發的球形磁性顆粒的,壓電效果就不夠好。

一旦外部磁場關閉,MEND 就會恢復到先前的無電性狀態。

在小鼠實驗中,裝有MEND溶液中的藥劑被注射到小鼠大腦的丘腦底部區域,確定可以在那裡安全並安定的存在。丘腦底核是帕金森氏症治療電極通常植入的區域,因爲它與運動控制有關。

研究發現,透過相對較弱的外部電磁,活化這些磁物質,科學家可以產生與使用植入電極相同的刺激效果。研究人員現在正致力於增強壓電效應,以產生更強、更有效的電流。

研發團隊認爲,以後的手術只要在頭骨上鑽個小孔,就可以將足夠數量的MEND注射到大腦深處的精確區域,並且它們可以永久保持在原位,這樣就相當於腦深部的電擊盤,卻不需要額外接電線,只需由外部磁場干預就能啓動。