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局灶性脑梗死模型大鼠予全植入式低强度皮质电刺激的安全和可行性 被引量:1
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作者 周琴 李明哲 +2 位作者 赵雪清 李涛 段晏文 《中国组织工程研究》 CAS CSCD 2014年第27期4368-4374,共7页
背景:近10年来使用皮质电刺激治疗脑卒中的动物和临床试验均得到了比较肯定的结果。目的:观察全植入式皮质电刺激器长时间、低强度、变频皮质电刺激对大鼠局灶性脑梗死后神经功能恢复的影响。方法:成年雄性SD大鼠60只,线栓法制作大脑中... 背景:近10年来使用皮质电刺激治疗脑卒中的动物和临床试验均得到了比较肯定的结果。目的:观察全植入式皮质电刺激器长时间、低强度、变频皮质电刺激对大鼠局灶性脑梗死后神经功能恢复的影响。方法:成年雄性SD大鼠60只,线栓法制作大脑中动脉阻塞的脑梗死模型。选取Bederson评分为1-3分的大鼠40只进行MRI扫描,筛选出有皮质梗死的大鼠(n=23),MRI测定梗死灶周边皮质的位点,确定接受皮质电刺激治疗的靶点,大脑中动脉阻塞后第6天植入电刺激器。将23只大鼠随机分为2组:皮质电刺激组(n=13大鼠每天进行皮质电刺激治疗2次/d,每次持续30 min,电刺激频率10 s内在50,20和5 Hz之间变动并重复循环。无刺激组(n=10)仅植入电刺激器,无电刺激输出。在植入电刺激器后第2天和第16天,两组大鼠进行前肢使用不对称、足失误测试,第16天最后一次行为学评价完成后,取出电刺激器进行检测,常规苏木精-伊红染色观察大鼠梗死灶周围皮质结构及细胞形态。结果与结论:23个电刺激器取出后,仅发现1个皮质电刺激组电刺激器不能正常工作,其余各电刺激器性能均保持良好。除1只大鼠在电刺激器植入部位的皮肤有破溃,愈合稍差,其余大鼠皮肤切口均愈合良好。苏木精-伊红染色可见脑梗死电极植入处皮质组织结构清晰完整,神经细胞排列整齐,神经元胞浆丰富,核仁清楚,正常胶质细胞结构完整,细胞周围间隙致密无水肿。足失误和前肢使用不对称测试结果均显示第16天皮质电刺激组大鼠神经功能恢复显著优于较无刺激组。结果表明采用了一套用于大鼠脑梗死模型的全植入式皮质电刺激器,建立了安全的植入方式及刺激模式,并证明低强度、长时间、变频的脉冲式电刺激模式是安全的,且有助于促进大脑局灶性脑梗死后的神经功能恢复。 展开更多
关键词 动物模型 组织构建 皮质电刺激 大脑中动脉阻塞 植入式电刺激器 安全电刺激 电刺激模式 国家自然科学基金
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涂覆聚氨酯材料植入神经电极的细胞相容性评价 被引量:4
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作者 肖文杰 王定芳 +2 位作者 鲁艺 曹余良 段晏文 《中国组织工程研究与临床康复》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2278-2282,共5页
背景:由于植入式电极在长期使用后会形成组织包囊,从而严重影响了电极的性能。课题组提出采用生物相容性好、离子导通能力强的聚合物涂层来包裹整个电极。这样,就能在不影响电极的电化学性能的前提下提高电极的生物相容性,使得电极在长... 背景:由于植入式电极在长期使用后会形成组织包囊,从而严重影响了电极的性能。课题组提出采用生物相容性好、离子导通能力强的聚合物涂层来包裹整个电极。这样,就能在不影响电极的电化学性能的前提下提高电极的生物相容性,使得电极在长期植入后的稳定性增强。目的:观察合成聚氨酯材料的离子导通性能以及与PC12细胞和小鼠小脑颗粒神经元的细胞相容性。设计、时间及地点:对比观察实验,于2007-10/2008-04分别在武汉大学化学院神经电极研究室和华中科技大学生科院完成。材料:首先用2,4-异佛尔酮二异氰酸酯和聚乙二醇合成预聚体,然后直接用水为交联剂,二丁基二月桂酸锡为催化剂进行交联形成聚氨酯。方法:将硅橡胶片在空气中等离子处理1min后,将一定量合成的聚氨酯溶液铺展在处理后的硅橡胶片上,形成一层均匀的薄膜。以未经涂层处理的硅橡胶片为对照。主要观察指标:采用红外测试仪对合成的聚氨酯进行官能团的分析;测试电极上涂敷聚氨酯涂层前后的循环伏安性能;观察不同材料上PC12细胞和小鼠颗粒神经元的贴附状况;计算不同材料上细胞的相对存活率。结果:红外测试说明聚乙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应完全;循环伏安测试证明离子在聚氨酯膜内的导通能力较强,而且不影响电极的电化学性能;PC12细胞和小脑颗粒神经元在涂覆有聚氨酯材料的硅橡胶上的贴附状况均好于未经涂层处理的硅橡胶;MTT法实验结果表明,涂覆有聚氨酯材料的硅橡胶上细胞的存活率高于未经涂层处理的硅橡胶(P<0.001)。结论:在聚氨酯合成的过程中引入聚乙二醇,使得其不仅具有良好的离子导通性能,而且与PC12细胞和小脑颗粒神经元具有良好的细胞相容性。 展开更多
关键词 植入电极修饰 电极-神经界面 神经假体 细胞相容性
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银-氯化银柔性脑电电极的制备及其评价 被引量:4
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作者 秦路丹 李明哲 +1 位作者 李广利 段晏文 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期445-450,共6页
本文采用丝网印刷技术制备了一种基于聚酰亚胺(PI)柔性塑料基片的Ag/AgCl脑电电极,并建立了一套系统评价柔性脑电电极性能的方法。评价方法主要包括扫描电镜(SEM)表征、电极电位/时间响应和稳定性测试、电化学阻抗测试、附着性测试。结... 本文采用丝网印刷技术制备了一种基于聚酰亚胺(PI)柔性塑料基片的Ag/AgCl脑电电极,并建立了一套系统评价柔性脑电电极性能的方法。评价方法主要包括扫描电镜(SEM)表征、电极电位/时间响应和稳定性测试、电化学阻抗测试、附着性测试。结果表明,该柔性电极表面为多孔结构,且与基底粘附性好;该电极呈现Ag/AgCl的电化学界面性质,其平衡电位为0.97±0.20mV,与Ag/AgCl粉末电极接近;且电极电位一致性和稳定性良好,最大极差电位不超过0.7mV,4h后电位漂移值在10μV/4min以内;经磨砂导电膏GT5处理后,电极-皮肤阻抗在5kΩ以内,满足脑电记录要求;相对于人体皮肤的高阻抗值,柔性电极-导电膏(GT20)的界面阻抗仅为166Ω·cm2。该评价方法系统、实用,可为制定相应国家标准提供技术参考。 展开更多
关键词 柔性脑电电极 电极-皮肤阻抗 脑电 生物电位测量 可穿戴设备
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聚丙烯酰胺/聚乙烯醇水凝胶的制备及其在海洋在线监测参比电极中的应用 被引量:2
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作者 徐瑞 王思哲 段晏文 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期53-57,共5页
本文采用正交试验设计制备不同配比的聚丙烯酰胺(PAAm)与聚乙烯醇(PVA)交联的水凝胶,并对其吸水和机械性能进行评价,筛选出适合海洋环境要求的吸水性能优异、机械强度好的最优制备条件。依据该条件制备凝胶,装配成参比电极,测试其电极... 本文采用正交试验设计制备不同配比的聚丙烯酰胺(PAAm)与聚乙烯醇(PVA)交联的水凝胶,并对其吸水和机械性能进行评价,筛选出适合海洋环境要求的吸水性能优异、机械强度好的最优制备条件。依据该条件制备凝胶,装配成参比电极,测试其电极电位的稳定性。结果表明,该参比电极在模拟海水中有很好的电位稳定性,其稳定后电位的漂移值小于0.1mV,PAAm/PVA水凝胶能作为电解质应用于在线监测的参比电极。 展开更多
关键词 在线参比电极 水凝胶 银/氯化银电极 在线监测
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磁共振评价聚氨酯类涂层电极植入脑组织后的生物兼容性 被引量:1
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作者 杜玉涛 李成晏 +1 位作者 段晏文 李涛 《现代实用医学》 2012年第9期1033-1034,共2页
目的利用磁共振(MRI)评价聚氨酯类涂层电极与脑组织的生物兼容性。方法 5只Wistar大鼠右大脑半球植入PU-PVA涂层电极,左大脑半球植入硅胶电极,植入后1、2、3、4周,分别进行磁共振检查,比较两种电极周围组织的形态学变化和T2值,并与正常... 目的利用磁共振(MRI)评价聚氨酯类涂层电极与脑组织的生物兼容性。方法 5只Wistar大鼠右大脑半球植入PU-PVA涂层电极,左大脑半球植入硅胶电极,植入后1、2、3、4周,分别进行磁共振检查,比较两种电极周围组织的形态学变化和T2值,并与正常脑组织T2值比较。结果在相同测量时间点,MRI未见到两组电极明显的形态学差异,两组电极周围脑组织的T2值也无明显差异;电极植入后前三周,两组电极周围脑组织的T2值都显著高于正常脑组织,但到第四周与正常脑组织的T2值无明显差异;所有植入电极周围脑组织T2值在植入后第二周明显高于其它时间点。结论 MRI没有发现电极周围有明显的炎症反应,提示硅胶和PU-PVA涂层硅胶电极的生物兼容性均较好,但植入三周内的T2值明显高于正常脑组织。 展开更多
关键词 生物兼容性 磁共振 T2值 聚氨酯类 炎症
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植入式皮质电刺激缺血性脑卒中大鼠皮质神经丝蛋白200的表达
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作者 程凌燕 李涛 +5 位作者 周海涵 程璇 张乾 谭杰 李承晏 段晏文 《中国组织工程研究》 CAS CSCD 2012年第42期7909-7913,共5页
背景:前期研究中发现单独皮质电刺激治疗16d能改善脑卒中后的运动功能障碍,增加梗死灶周围皮质微管相关蛋白2的表达。目的:观察植入式皮质电刺激对缺血性脑卒中模型大鼠皮质神经丝蛋白200表达的影响。方法:建立SD大鼠右侧大脑中动脉缺... 背景:前期研究中发现单独皮质电刺激治疗16d能改善脑卒中后的运动功能障碍,增加梗死灶周围皮质微管相关蛋白2的表达。目的:观察植入式皮质电刺激对缺血性脑卒中模型大鼠皮质神经丝蛋白200表达的影响。方法:建立SD大鼠右侧大脑中动脉缺血性脑卒中模型,随机分成电刺激组和非刺激组,两组造模1周后植入电刺激器,电极放置在脑梗死区边缘皮质表面,电刺激组施加电刺激,非刺激组不施加电刺激。植入14d后终止电刺激,6周后用免疫荧光染色和免疫荧光图像分析系统定量分析梗死灶周边、梗死对侧皮质神经丝蛋白200的表达水平。结果与结论:与非刺激组比较,电刺激组梗死灶周边、梗死对侧皮质神经丝蛋白200表达水平均较高(P<0.05)。表明皮质电刺激可增加梗死灶周边及梗死对侧皮质神经丝蛋白200的表达,诱导双侧皮质神经元轴突的可塑性改变。 展开更多
关键词 缺血性脑卒中 皮质电刺激 神经可塑性 神经丝蛋白200 神经元
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Platinum Wire Implants Coated with PEDOT/Carbon Nanotube Conducting Polymer Films in the Brain of Rats: A Histological Evaluation
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作者 程璇 LI Chengyan +3 位作者 RAO Li ZHOU Haihan 李涛 段晏文 《Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)》 SCIE EI CAS 2012年第6期1053-1057,共5页
Platinum (Pt) implants coated with poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)/carbon nanotube (PEDOT/CNT) composite films were implanted into the brain of rats, and the brain response was evaluated 6 weeks after the imp... Platinum (Pt) implants coated with poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)/carbon nanotube (PEDOT/CNT) composite films were implanted into the brain of rats, and the brain response was evaluated 6 weeks after the implantation. The surface morphology of Pt implants with and without the PEDOT/CNT coating was studied using scanning electron microscopy (SEM). After 6 weeks post-implantation, the expression of laminin (vascular endothelial marker) and neuronal nuclei (NeuN, neuronal marker) were evaluated by immnohistochemistry. It is revealed that the obvious improvements of the surface density of blood vessels and neurons aound the Pt implants with the coating, which were evidenced by laminin and NeuN staining in the zone within the distance of 150 μm to the implant interface. These results suggest the PEDOT/CNT composite films can improve the biocompatibility of the Pt electrodes while it is implanted in brain. 展开更多
关键词 neural electrodes BIOCOMPATIBILITY poly (3 4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) carbon nanotube (CNT) LAMININ neuronal nuclei
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植入式铂-铱合金微电极的修饰和植入大鼠大脑运动皮层后的阻抗测量 被引量:3
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作者 刘炳辛 鲁艺 +4 位作者 王定芳 李涛 周琴 曹余良 段晏文 《武汉大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期253-257,共5页
植入电极是植入电刺激器的一个重要部件,为了降低植入电极的阻抗和减少组织的炎性反应,本文针对植入电极界面的特性要求,采用逐层修饰的方法,先用电化学方法在铂-铱合金微电极(d=75μm)上沉积氧化铱,然后在绝缘封装材料硅橡胶上接枝一... 植入电极是植入电刺激器的一个重要部件,为了降低植入电极的阻抗和减少组织的炎性反应,本文针对植入电极界面的特性要求,采用逐层修饰的方法,先用电化学方法在铂-铱合金微电极(d=75μm)上沉积氧化铱,然后在绝缘封装材料硅橡胶上接枝一层高分子涂层聚乙烯醇/聚丙烯酸(PVA/PAA).经修饰的微电极植入大鼠大脑运动皮层运动区一个月,在第21天测量其电极阻抗.结果初步显示逐层修饰的电极阻抗降低了53%.行为学评价显示电极在植入大鼠运动皮层后没有对大鼠的运动行为产生不良影响. 展开更多
关键词 电极-神经界面 生物相容性涂层 植入电极修饰 植入电极阻抗 神经假体
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植入式皮质电刺激对脑梗死后尼氏体和生长相关蛋白-43的影响 被引量:4
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作者 周思超 李涛 +5 位作者 周海涵 程璇 张乾 谭杰 李承晏 段晏文 《中华物理医学与康复杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期421-425,共5页
目的观察植入式皮质电刺激对脑梗死后尼氏体和生长相关蛋白43(GAP-43)表达的影响,探讨植入式皮质电刺激治疗脑梗死的机制。方法制作雄性SD大鼠大脑中动脉梗死(MCAO)模型,选取磁共振成像(MRI)示皮质梗死的大鼠23只,按随机数字... 目的观察植入式皮质电刺激对脑梗死后尼氏体和生长相关蛋白43(GAP-43)表达的影响,探讨植入式皮质电刺激治疗脑梗死的机制。方法制作雄性SD大鼠大脑中动脉梗死(MCAO)模型,选取磁共振成像(MRI)示皮质梗死的大鼠23只,按随机数字表法分为皮质电刺激组(13只)和无电刺激组(共10只)。皮质电刺激组植入电刺激器后连续刺激14d,无电刺激组植入电刺激器但不进行电刺激。6周后,取皮质电刺激组梗死灶周边电刺激部位(无电刺激组取相同部位)进行尼氏染色和GAP-43的免疫组织化学染色,用Image-Pro Plus6.0版图像系统进行分析,测量尼氏体占图片总面积的比例,以及GAP-43的阳性表达面积占图片总面积的比例。结果在梗死灶周围,皮质电刺激组尼氏体着色较深,其尼氏体所占比例为(9.7±2.3)%,高于无电刺激组的(5.9±2.0)%,差异有统计学意义(P〈0.01);皮质电刺激组GAP-43的阳性表达区域着色较深,其GAP-43的阳性区域比例位(19.3±2.9)%,明显高于无电刺激组的(15.8±3.4)%,差异有统计学意义(P〈0.05)。结论植入式皮质电刺激可增加脑梗死灶周边尼氏体和GAP-43的表达,提示植入式皮质电刺激可通过促进脑梗死灶周围神经元内尼氏体功能的恢复,从而促进轴突生长,重建神经网络,并改善神经缺损功能。 展开更多
关键词 电刺激 脑梗死 尼氏体 生长相关蛋白-43
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聚乙烯醇涂层对电极植入大鼠脑组织后神经胶质酸性蛋白表达的影响
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作者 叶明 李涛 +3 位作者 段晏文 曹余良 鲁艺 李承晏 《武汉大学学报(医学版)》 CAS 北大核心 2009年第2期141-143,155,I0003,共5页
目的:探讨聚乙烯醇(PVA)涂层对电极植入脑皮层后神经胶质酸性蛋白(GFAP)表达的影响。方法:22只Wistar大鼠采用左右脑自身对照,分别植入纯硅胶电极(对照)和有PVA共聚物膜涂层的硅胶电极。植入后4周、8周进行病理检查,并用免疫组化方法观... 目的:探讨聚乙烯醇(PVA)涂层对电极植入脑皮层后神经胶质酸性蛋白(GFAP)表达的影响。方法:22只Wistar大鼠采用左右脑自身对照,分别植入纯硅胶电极(对照)和有PVA共聚物膜涂层的硅胶电极。植入后4周、8周进行病理检查,并用免疫组化方法观察脑组织GFAP的表达。结果:4周时,50-100μm及100μm外PVA涂层电极GFAP表达较对照电极少(P<0.05);8周时,PVA涂层电极在电极组织界面0-50μm、50-100μm及100μm外GFAP表达均较对照电极减少(P<0.05)。两组电极各自8周50-100μm及100μm外的GFAP表达均较自身4周时少。结论:PVA涂层可减少电极组织界面GFAP的表达强度,改善植入电极的生物兼容性。 展开更多
关键词 聚乙烯醇 电极 生物兼容性 神经胶质酸性蛋白
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