多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒在制备无线电深度脑电刺激器中的应用

    技术2024-11-30  13


    本发明涉及多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒在制备无线电深度脑电刺激器中的应用。


    背景技术:

    1、在近几十年的医学研究和临床实践中,癫痫的治疗一直是一个挑战性的话题。癫痫是一种神经系统疾病,以反复发作的、无预警的癫痫发作为特征,严重影响患者的生活质量。癫痫的治疗方法可以分为药物治疗、手术治疗和其他辅助治疗方法。药物治疗是一种常见的癫痫治疗方法之一,但是通过调节神经元活动,减少癫痫发作的频率和严重程度,但是尽管药物治疗在控制某些类型的癫痫方面取得了一定的进展,但约30%的患者对现有药物治疗存在抗药性,而且长期使用药物也可能出现副作用,如头痛、嗜睡、记忆力减退等。手术治疗适用于药物治疗无效或不适用的癫痫患者,虽然可以通过手术去除或减少癫痫病灶,有效控制癫痫发作,但是手术治疗需要精确的病灶定位和手术技术,手术风险较高,可能出现手术并发症,如感染、出血等。手术后也需要较长的康复和恢复期。

    2、深部脑刺激(dbs)是一种治疗难治性癫痫的新兴方法用于药物治疗无效的癫痫患者,与手术治疗相比,dbs治疗是可逆的,可以调节或停止刺激,减少潜在的手术风险,其中dbs靶点之一就是海马体ca1区域,从而调节神经元活动,减少癫痫发作的频率和严重程度,但是目前的dbs手段需要进行脑部手术植入电极,因此存在一定的手术风险,如感染、出血、脑组织损伤等,而且设备复杂和手术成本较高,可能超出一些患者的经济承受能力。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明提供一种多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒在制备无线电深度脑电刺激器中的应用。

    2、本发明的多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒作为无线电刺激的媒介,可以在超声波源产生的机械能下进行激活,从而进行深脑电刺激,避免了现有深部脑刺激(dbs)需要进行脑部手术植入电极存在的问题,为实现非侵入性、无线电刺激提供了巨大的可能。

    3、为实现以上目的,本发明是通过如下技术方案实现的:

    4、多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒在制备无线电深度脑电刺激器中的应用。

    5、根据本发明优选的,所述多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒是按如下方法制得:

    6、1)使用水热法制备立方相钛酸钡纳米颗粒(c-bto),然后经过退火处理,得到四方相纳米颗粒(t-bto);

    7、2)将四方相纳米颗粒分散至tris-hcl缓冲液中,超声分散,得分散液;

    8、3)向分散液中加入盐酸多巴胺,置于磁力搅拌器件上反应4-8h;

    9、4)液体变为浅灰色,反应结束,离心收集颗粒,超纯水洗涤。

    10、根据本发明优选的,步骤1)中,水热法制备立方相钛酸钡纳米颗粒按现有技术进行。

    11、根据本发明优选的,步骤2)中,四方相纳米颗粒与tris-hcl缓冲液的质量体积比为(20-40):(40-80),单位mg/ml。

    12、最为优选的,步骤2)中,四方相纳米颗粒与tris-hcl缓冲液的质量体积比为25:50,单位mg/ml。

    13、根据本发明优选的,步骤2)中,超声分散为用超声探针分散5-10min。

    14、根据本发明优选的,步骤3)中,盐酸多巴胺的加入量与四方相纳米颗粒的质量比为(2-10):(20-40)。

    15、根据本发明优选的,步骤3)中,磁力搅拌器件的搅拌速度为250-350r/min。

    16、根据本发明优选的,步骤4)中,离心转速为10000r/min。

    17、根据本发明优选的,步骤4)中,多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒为钛酸钡纳米颗粒外部均匀包裹了一层厚度为4-6nm的多巴胺外壳。

    18、根据本发明优选的,具体应用方法如下:将多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒分散于pbs溶液中,制备成浓度为10-30mg/ml的悬液进行注射,之后在超声驱动的无线电下进行超声处理2-5min,超声功率为0.1-2.5w/cm2、超声频率0.1hz。

    19、根据本发明优选的,pbs溶液的配置方法如下:

    20、称取0.1867g k2hpo4、0.0259g kh2po4和0.0749g kcl溶于100ml去离子水中配制成ph=7.4的10mmol/l pbs缓冲溶液。

    21、本发明的技术特点及优点:

    22、1、本发明使用的多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒制备的无线电深度脑电刺激器,不需要植入电极或其他外部设备到大脑组织中,具有较低的侵入性,避免了传统手术的风险,并且减少了可能引起感染或其他并发症的机会。

    23、2、本发明使用的多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒制备的无线电深度脑电刺激器,可以被设计和定位到特定的脑区域,可以实现高度精确的电刺激。相比之下,传统的深部脑刺激方法可能对周围结构产生误刺激,本发明可以更准确地定位和刺激目标区域。

    24、3、本发明使用的多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒制备的无线电深度脑电刺激器可以在超声波源产生的机械能下进行激活,发生形变产生局部电场,对靶核团神经元产生电刺激。对于癫痫治疗,多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒介导的刺激方法无需植入电极或其他外部设备到大脑组织中,因此具有更低的侵入性,这降低了手术的风险,并且减少了可能引起感染或其他并发症的机会;不需要外部电源供应,这意味着在患者体内进行刺激时不会受到外部电源连接的限制,也减少了植入设备的需求。

    25、4、相较于其他刺激方法,本发明使用的多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒制备的无线电深度脑电刺激器更安全,因为它不涉及使用电流或其他可能引起组织损伤的能量形式。



    技术特征:

    1.多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒在制备无线电深度脑电刺激器中的应用。

    2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒是按如下方法制得:

    3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,步骤2)中,四方相纳米颗粒与tris-hcl缓冲液的质量体积比为(20-40):(40-80),单位mg/ml。

    4.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,步骤2)中,四方相纳米颗粒与tris-hcl缓冲液的质量体积比为25:50,单位mg/ml。

    5.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,步骤2)中,超声分散为用超声探针分散5-10min。

    6.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,步骤3)中,盐酸多巴胺的加入量与四方相纳米颗粒的质量比为(2-10):(20-40)。

    7.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,步骤3)中,磁力搅拌器件的搅拌速度为250-350r/min。

    8.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,步骤4)中,离心转速为10000r/min。

    9.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,具体应用方法如下:将多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒分散于pbs溶液中,制备成浓度为10-30mg/ml的悬液进行注射,之后在超声驱动的无线电下进行超声处理2-5min,超声功率为0.1-2.5w/cm2、超声频率0.1hz。

    10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,pbs溶液的配置方法如下:


    技术总结
    本发明涉及一种多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒在制备无线电深度脑电刺激器中的应用,本发明使用的多巴胺改性钛酸钡纳米颗粒制备的无线电深度脑电刺激器,可以在超声波源产生的机械能下进行激活,从而进行深脑电刺激,避免了现有深部脑刺激(DBS)需要进行脑部手术植入电极存在的问题,不需要植入电极或其他外部设备到大脑组织中,具有较低的侵入性,避免了传统手术的风险,并且减少了可能引起感染或其他并发症的机会,可以被设计和定位到特定的脑区域,更准确地定位和刺激目标区域。

    技术研发人员:仇吉川,李德正,唐琪临,陈家文,薛皓,刘宏,孙文章,桑元华
    受保护的技术使用者:山东大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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