物理科技生物学-PHYICA

纳米粒子从光线产生热长冈瞳量以操纵神经元中的电活动

纳米技术 2021-09-20 00:02:13

通过Beth Miller,在ST 的华盛顿大学(PDA NP)的型光热刺激神经元的光热刺激(PDA米隆的光热刺激

PDA纳米粒子局部化在神经元膜(左侧),通过NIR光(红色图像,中心)的光热转换来调节神经活动

右:扫描电子显微镜(SEM)电极上神经元的图像(INSET:更高的放大倍半)

学分:Srikanth singamaneni纳米材料已被用于各种新兴应用,例如在目标药物中或鞋垫其他材料和产品,例如传感器和能量收集和存储装置

华盛顿大学麦克莱维工程学院的团队ST

Louis使用纳米颗粒作为加热器,以操纵脑中的神经元和心肌细胞中的神经元的电活动

调查结果,7月3日,2021年7月3日,在先进的材料中,有潜在的被翻译成其他类型的可兴奋细胞,并用作纳米神经衰老的有价值的工具

Srikanth Singamaneni,材料科学家和Barani Raman,生物医学工程师和他们的团队合作开发禁止的非侵入性技术使用聚二胺(PDA)纳米颗粒和近红外光的神经元的电活性

选择性地结合神经元的带负电荷的PDA纳米颗粒,吸收产生热量的近红外光,然后将其转移到神经元中抑制它们的电活动

“”我们表明我们可以抑制这些神经元的活性并停止其射击,而不仅仅是在和关闭,而且以分级的方式,“LILIAN&E

Singamaneni说:”

Lisle Hughes教授在Dep机械工程与材料科学的艺术

“通过控制光强度,我们可以控制神经元的电活动

一旦我们停止了光线,我们就可以完全让他们再次回来损伤

“除了能够有效地将光进入热量的能力之外,PDA纳米颗粒是高度生物相容性的,可生物降解和可生物降解

纳米颗粒最终降解,使其成为体外使用的方便工具在未来的体内实验

生物医学工程教授拉曼比较了将奶油添加到一杯咖啡

“当你倒入热咖啡时,它溶解并变成奶油咖啡通过扩散过程,“他解释了

”它是simi在该过程中,控制神经元进出的离子流动

扩散取决于温度,因此如果在热量上具有良好的手柄​​,则控制靠近神经元的扩散速率

这将反过来影响细胞的电活性

本研究证明了光热效应,将光转化为热量的概念,纳米颗粒标记神经元附近可以用作控制的方法远程微焦

“继续咖啡类比,该团队设计了一种类似于糖立方体的光热泡沫,其在紧密包装中形成密集的纳米颗粒,其比分散的单个糖晶体更快地起作用,拉曼说

“他们中的许多人PackeD在较小的体积中,泡沫更快地将光线传播到热量,并为我们想要的神经元提供更有效的控制,“他说

”“你不必使用高强度的功率来产生相同的效果

“另外,包括乔恩·席尔瓦,生物医学工程副教授的团队将PDA纳米颗粒施用于心肌细胞或心肌细胞

兴奋表明该方法可以根据其类型

细胞或组织的兴奋性增加或减少细胞中的兴奋性,无论是心肌细胞还是肌肉细胞,都在一定程度上的扩散程度, “拉曼说

”虽然心肌细胞有不同的规则,王子控制对温度的敏感性的IPLE可以预期相似

“现在,该团队正在研究不同类型的神经元对刺激过程的反应

它们将靶向特定的神经元选择性结合纳米颗粒以提供更多选择性对照

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