《ACS Cent. Sci.》麻省理工学院赵选贺：水凝胶神经接口模块化集成

最近利用热拉伸来生产近千米长度尺度的多功能、基于纤维的神经探针。尽管有它的希望，但这种方法的广泛采用受到以下因素的阻碍：(1) 材料兼容性要求和 (2) 功能特征与外部硬件的劳动密集型接口。此外，在多功能纤维中，大量的体积被被动聚合物包层占据，迄今为止仅用于结构或电绝缘目的。最近，麻省理工学院团队报告了一种使用溶剂蒸发或捕获驱动 (SEED) 集成过程创建多功能基于纤维的神经接口的快速、稳健和模块化的方法。

该过程将电学、光学和微流体模式结合在一起，全部包裹在由水溶性聚（乙二醇）和水不溶性聚（氨基甲酸酯）（PU-PEG）组成的共聚物中。团队将这些设备用于同步光遗传学和电生理学，并证明多功能神经探针可用于提供高活力的细胞货物。暴露于水后，PU-PEG 包层自发形成水凝胶，除了能够整合模式外，还可以容纳小分子和纳米材料，这些小分子和纳米材料可以在植入后释放到局部组织中。团队还合成了一种定制的纳米液滴形成嵌段聚合物，并证明将此类材料嵌入我们探针的水凝胶包层中可以在体外和体内递送疏水性小分子。团队的方法拓宽了化学工具箱并扩展了多功能神经接口的功能。

图 1. 使用 SEED 集成创建多功能水凝胶神经接口。(A)将热纤维拉制到电子、光学或微流体模块中的预制件的图示。(B)三个独立的、完全连接的模块（顶部）和集成聚（氨基甲酸乙酯）-聚（乙二醇）（PU-PEG）材料的化学结构（底部）。(C) SEED 集成过程步骤的说明：(i) 组装连接组件，(ii) 用 UV 环氧树脂固定，(iii) 然后浸涂到溶解在乙醇/水混合物中的 PU-PEG 浴中。 (iv) 加热后，纤维被 (v) 切割用于体内研究。表壳颜色为红色以形成对比。(D) 用于控制浸涂过程的步进电机阶段的图像。(E)组装的 PU-PEG 水凝胶的各种组件（左）和每个组件和整个组件的横截面（右）。

示意图 1.（上）定制的聚缩醛 PA11 的化学结构，一种嵌段共聚物，自乳化成能够输送疏水性小分子药物的纳米液滴，（下，左）纳米液滴，中心阴影显示药物负载能力 在聚合物的疏水区域，和（底部，右）疏水小分子药物的内体逃逸。

相关论文以题为Modular Integration of Hydrogel Neural Interfaces发表在《ACS Central Science》上。通讯作者是麻省理工学院Polina Anikeeva教授。共同作者是赵选贺教授等人。

参考文献：

doi.org/10.1021/acscentsci.1c00592