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“液态金属”修复神经,高位截瘫有望治愈
镓铟锡合金常温下是水银一样的液态,被称为液态金属。它有很高的电导率,同时安全无毒,不能被人体吸收。中科院理化技术研究所与清华大学组成的联合研究小组将这种合金注射到青蛙腓肠肌中被剪断的坐骨神经部位,然后施加刺激,结果发现断掉的神经恢复了传导功能。这是国际上首次用体外材料实现断裂神经的修复。
该研究的负责人刘静教授告诉澎湃记者,目前只是在青蛙腓肠肌组织中非活体情况下实验观察到了电信号的传导,后续还需更多研究。
相应研究结果4月底公布在国际学术界极具知名度的物理学预印本网站(arXiv.org),随后引发广泛的关注,被称为医学领域内一项突破性的创新。
该论文显示,镓铟锡合金被注射在连接断裂神经的小管中,神经修复完整后,镓铟锡合金可以被完整抽出。
这不是刘静教授第一次使用镓合金,2013年11月他发表在物理学预印本网站的一篇研究结果在国际上引起较大反响,被称为历史上“第一张灌注液态金属的心脏图像”,通过将液态金属镓灌注到猪的心脏或肾脏中,然后进行X光造影,血管影像异常清晰,甚至达到纳米量级,远高于现有其他技术。
刘静教授在清华大学和中科院理化技术研究所各领导着一个实验室,前者研究生物医学,后者研究材料学,论文中的“连接术”是二者交叉领域的重大发现,他称,是偶然中的必然。
还有很长的路要走
上海市儿童医院神经外科主任医师陈若平表示,脊髓等中枢神经的损伤容易造成高位截瘫,不可逆转,临床治疗中只能做一些康复运动改善患者后续的生活质量,液态金属修复技术无疑指明了方向。
陈若平说,神经细胞分头、中、尾三部分,中间部分是俗称的长长神经纤维,这个区域的损伤可以用液态金属桥修复。但如果是神经细胞的“心脏”被损伤了,细胞一定会死掉。
此外,青蛙的坐骨神经特别粗大,再生能力也较强,与人的神经细胞差别较大,液态金属的应用需要更多临床研究。
陈若平提醒,生活中遇到脊柱受伤的病人,千万不要移动,要让专业的医疗人员赶来处理。因为一旦脊柱错位,很可能造成截断性神经损伤,导致高位截瘫,这种损伤一般常见于滑雪、冲浪等高速运动。而刀割伤造成的“失神经”症状尽快处理或就医,吻合得好,神经“线”可以重新连接,逐渐得到恢复。
除了液态金属帮助神经修复,中科院神经生物学研究所的博士生刘鼎透露,目前还有“脑机接口”的技术绕过外周神经的传输,帮助改善患者的生活。比如需要安装假肢的患者,佩戴一个能够捕捉脑电波的芯片,当患者想要抬手拿东西时,芯片能够解析这一脑电波,完成动作。
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