醫療用植入物的設計，除了要顧及到功能、生物相容性，另外一個很重要的設計考量就是要能夠耐用，所謂的耐用，除了時間要能長久，還要能在反覆使用之後，生物體不會受傷害且植入物還能保有原始的功能。科學上已經開發各種不同的方法來刺激腦或脊神經來治療神經疾病，然而，要設計能夠耐久使用且不損壞附近神經組織的植入物非常困難。典型的例子是設計用在脊髓損傷神經治療的植入物。
矽膠材料超柔軟設計
瑞士洛桑聯邦理工學院(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL) 和瑞士國立競爭力研究中心 (Swiss National Centre of Competence in Research, NCCR) 的機器人學(Robotics)單位，共同開發了新式超柔軟脊神經植入物「e-Dura」，可在生物體內作用數星期之久不會損傷周圍組織，使用電刺激的方式，在癱瘓鼠的脊神經植入這款植入物，提供化學和電刺激，成功地讓下肢癱瘓的老鼠恢復行走能力。
這款植入物非常柔軟具延展性，直接放置在保護神經的硬膜(dura mater)下，提供電刺激和化學物。植入物的材料是矽膠(silicone)，厚度200nm，內含35nm厚度的微金導電電路，可以承受反覆拉伸上百萬次，其中的電極由矽膠和白金微球體(platinum microbead)組成，如此可以在任何方向導電，這樣柔軟電極和導電路的結合，讓電刺激可以傳到脊髓。其中還設計了液體的微流道(截面積100μm x 50μm)，可輸送神經傳遞物來啟動神經。「e-Dura」植入在受傷的神經位置下方，科學家利用微電腦斷層攝影(micro–computed tomography;micro-CT)來確認植入物使用前後對神經的影響。癱瘓鼠經過兩週的行走訓練後，恢復了行走能力。
多領域共同開發的結果
「e-Dura」的設計能夠有效，其中很大的突破在於它的機械性能，柔軟有彈性，不會摩擦脊神經，這點是相對其它植入物的不同點。簡而言之，要能設計如此柔軟，同時可以傳導電刺激和攜帶藥物來釋放，並且在活的生物體內安置數星期，是非常不容易的研究成果。這個團隊有來自各種領域的專家，包含材料科學、電子、神經科學、醫學和電路程式等領域。
前進人體試驗且商品化
雖然目前這款設計還在實驗室開發階段，僅在癱瘓鼠上進行治療實驗，但是未來很有希望應用在人體身上。因為腦部也有硬膜包圍，所以「e-Dura」的應用不限於脊髓損傷的患者，也可以應用在其它神經疾病的患者，像是巴金森氏症。研究團隊正積極朝人體臨床實驗前進，開發「e-Dura」的產品雛型，可以在合法在醫療上使用。
現在，在之前生醫人網摘介紹過的脊髓損傷神經再生新藥之外，e-Dura的開發提供脊髓損傷另一種治療方案。
文章參考：École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)
影片來源：École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)
圖片來源：SOZIALHELDEN e.V. CC BY 2.0
原文參考：Science
