摘要：根据凯斯西储大学的最新研究，细菌可以在神经装置植入后侵入大脑，引起炎症并降低植入物的性能。这一突破凸显了更好的预防策略的必要性，以确保更安全、更有效的大脑植入物。

根据凯斯西储大学的最新研究，细菌可以在神经装置植入后侵入大脑，引起炎症并降低植入物的性能。这一突破凸显了更好的预防策略的必要性，以确保更安全、更有效的大脑植入物。

新的研究有可能改变治疗神经系统疾病的脑植入物的设计，使其更安全、更有效。

脑植入物为瘫痪、癫痫和其他神经系统疾病患者的功能恢复提供了巨大的潜力。

然而，凯斯西储大学的研究人员发现，细菌会在植入医疗设备后渗入大脑。细菌的存在可能会引发炎症，并损害植入物的长期性能。

研究小组的研究成果最近发表在《自然通讯》上，标志着向前迈出了重要一步。通过确定与这种免疫反应相关的特定目标，这项研究为提高大脑植入物的耐用性和有效性的策略打开了大门。

高级研究职业科学家 Jeff Capadona 。图片来源：凯斯西储大学

凯斯西储大学创新副教务长、唐奈生物医学工程研究所教授、路易斯斯托克斯克利夫兰退伍军人医疗中心高级研究职业科学家 Jeff Capadona 表示：“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。”

Capadona 实验室领导了这项研究，研究了植入微电极的小鼠模型大脑中细菌DNA的存在。

令研究人员惊讶的是，他们发现大脑内部存在与肠道相关的细菌。这一发现表明，植入该装置会导致所谓的“血脑屏障”破裂，微生物可能会趁机进入。

“这是一个颠覆性发现，”这项研究的主要作者、凯斯西储大学卡帕多纳实验室的生物医学工程研究生 George Hoeferlin 说：“几十年来，该领域一直专注于人体对这些植入物的免疫反应，但现在我们的研究表明，细菌（一些来自肠道）也在这些设备周围的炎症中发挥作用。”

在研究中，用抗生素治疗的小鼠模型减少了细菌污染，植入设备的性能得到了改善——尽管长期使用抗生素被证明是有害的。

这一发现的意义远不止设备故障。大脑中发现的一些细菌与神经系统疾病有关，包括阿尔茨海默氏症、帕金森症和中风。

“如果我们不识别或解决植入造成的后果，我们造成的伤害可能比我们修复的还要多，”Capadona 说：“这一发现凸显了迫切需要制定一项永久性的策略来防止细菌从植入设备入侵，而不仅仅是事后控制炎症。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。”

科学家 Bolu Ajiboye。图片来源：凯斯西储大学

Capadona 表示，他的实验室目前正在扩大研究范围，检查其他类型脑植入物中的细菌，比如用于治疗脑积水（脑内液体异常积聚）的脑室分流器。

研究小组还检查了植入大脑设备的人类受试者的粪便，发现了类似的结果。

“这一发现强调了了解细菌入侵可能不仅仅是一种实验室现象，而是一个临床相关问题的重要性，”凯斯工程学院和医学院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科学家 Bolu Ajiboye 表示：“通过凯斯西储大学和退伍军人医疗中心之间强大的转化管道，我们现在正在研究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、国立卫生研究院、国防部和唐纳尔研究所教授基金的支持。

参考文献：“皮层内植入微电极后，细菌会侵入大脑，导致肠脑轴紊乱，并导致微电极性能下降”，作者：George F. Hoeferlin、Sarah E. Grabinski、Lindsey N. Druschel、Jonathan L. Duncan、Grace Burkhart、Gwendolyn R. Weagraff、Alice H. Lee、Christopher Hong、Meera Bambroo、Hannah Olivares、Tejas Bajwa、Jennifer Coleman、Longshun Li、William Memberg、Jennifer Sweet、Hoda Amani Hamedani、Abhinav P. Acharya、Ana G. Hernandez-Reynoso、Curtis Donskey、George Jaskiw、E. Ricky Chan、Andrew J. Shoffstall、A. Bolu Ajiboye、Horst A. von Recum、Liangliang Zhang 和 Jeffrey R. Capadona，2025 年 2 月 20 日，《自然通讯》。DOI：10.1038/s41467-025-56979-4

来源：康嘉年華