该研究揭示了细菌在大脑植入物炎症中的作用

该研究揭示了细菌在大脑植入物炎症中的作用

脑植入物对于恢复瘫痪、癫痫和其他神经系统疾病患者的功能具有巨大的希望。

然而，凯斯西储大学的一组研究人员发现，植入医疗设备后，细菌会侵入大脑，导致炎症并降低设备的长期有效性。

这项开创性的研究最近发表在自然交流既然已经确定了目标，就可以提高大脑植入的长期成功率。

了解细菌在植入物性能和大脑健康中的作用可能会彻底改变这些设备的设计和维护方式。 “

杰夫·卡帕多纳 (Jeff Capadona)，凯斯西储大学负责创新的副教务长、路易斯斯托克斯克利夫兰退伍军人医疗中心生物医学工程教授和高级研究职业科学家

卡帕多纳的实验室领导了这项研究，检查了植入微电极的小鼠模型大脑中细菌 DNA 的存在情况。

令他们惊讶的是，研究人员发现细菌与大脑中的肠道有关。这一发现表明，植入该装置导致的“血脑屏障”的突破可能会让微生物进入。

“这是一个范式转变，”该研究的主要作者、卡帕多纳实验室的凯斯西储生物医学工程研究生乔治·霍弗林 (George Hoeferlin) 说。 “几十年来，该领域一直关注人体对这些植入物的免疫反应，但我们现在的研究表明，源自肠道的细菌也在这些设备的炎症中发挥作用。”

在这项研究中，用抗生素治疗的小鼠模型减少了细菌污染，并且植入装置的性能得到改善，尽管长期使用抗生素被证明是有害的。

这一发现的影响不仅仅限于设备故障。大脑中发现的一些细菌与神经系统疾病有关，包括阿尔茨海默病、帕金森病和中风。

卡帕多纳说：“如果我们不识别或解决植入的这种后果，我们造成的危害可能比我们估计的还要大。” “这一发现凸显了迫切需要制定一种持久的策略来防止细菌侵入植入设备，而不仅仅是事后治疗炎症。我们对这个过程了解得越多，我们就能更好地设计出安全有效的植入物。”

卡帕多纳说，他的实验室现在正在扩大研究范围，研究其他类型的大脑植入物中的细菌，例如：用于治疗脑积水（大脑中液体异常积聚）的脑室分流。

研究小组还检查了植入大脑装置的人类受试者的粪便，也发现了类似的结果。

“这一发现强调了了解细菌入侵不仅是一种实验室现象，而且也是一个临床相关问题的重要性，”凯斯工程学院和医学院的生物医学工程罗伯特和布伦达·艾肯教授、克利夫兰退伍军人医疗中心的科学家 Bolu Ajiboye 说。 “通过 CWRU 和 VA 之间强大的转化渠道，我们现在正在探索这一发现如何直接有助于为患者提供更安全、更有效的神经植入策略。”

该研究得到了美国退伍军人事务部先进平台技术中心、美国国立卫生研究院、国防部和唐奈研究所教授基金的支持。

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