該研究設(shè)計了一種新型仿生Z形結(jié)構(gòu)納米摩擦發(fā)電機(BZ-TENG)在大鼠肘關(guān)節(jié)部植入后，可將關(guān)節(jié)屈伸動能轉(zhuǎn)化為電能。BZ-TENG通過感覺-運動耦合模式為坐骨神經(jīng)和皮質(zhì)脊髓側(cè)束施加電刺激，顯著促進脊髓損傷大鼠運動和感覺功能的恢復(fù)。西安市紅會醫(yī)院為論文的第一完成單位，盧博濤碩士（延安大學(xué)）和賈帥軍主任醫(yī)師為共同第一作者，郝定均教授和朱雷副教授為該論文的共同通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金委、陜西省科技計劃、西安市紅會醫(yī)院科技計劃等項目的資助。
脊髓損傷（SCI）破壞了神經(jīng)元中繼電路，導(dǎo)致肢體癱瘓。盡管硬膜外電刺激是一種治療SCI的方法，但電刺激模式和持續(xù)自供電能力是影響其有效性和臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。因此，團隊開發(fā)了一種基于三電原理的新型仿生Z型結(jié)構(gòu)的摩擦納米發(fā)電機（BZ-TENG），將其植入大鼠肘關(guān)節(jié)后側(cè)后，可將關(guān)節(jié)屈伸的動能轉(zhuǎn)化為電能。BZ-TENG具有良好的電動勢，最高可達15V，并在重復(fù)按壓14000次后仍能保持穩(wěn)定的電壓輸出。它能刺激軸突再生而不影響體外DRG神經(jīng)元的活性。
此外，團隊設(shè)計了一種創(chuàng)新的電刺激模式，將BZ-TENG產(chǎn)生的電流引向坐骨神經(jīng)和皮質(zhì)脊髓側(cè)束，即感覺-運動耦合電刺激（BZ-TENG-SMCS）。在體內(nèi)，與單純的脊髓硬膜外刺激（BZ-TENG-ESA）相比，BZ-TENG-SMCS通過促進運動和感覺束的再生、軸突新生、髓鞘化和突觸的形成以及抑制膠質(zhì)瘢痕的形成，顯著改善了SCI大鼠運動和感覺功能的恢復(fù)。因此，團隊提出的BZ-TENG策略在體內(nèi)提供了一種智能的生物適應(yīng)性和可持續(xù)的動力源，其與感覺-運動耦合電刺激模式相結(jié)合為脊髓損傷的治療提供了新方向和新思路。
