一针植入，自供电神经调控成为现实!

慢性疼痛、运动功能障碍等病症的外周神经刺激疗法，是当前非药物医疗干预的核心方向，传统技术路线长期存在难以调和的技术短板，成为临床大范围普及的核心阻碍。无创经皮神经电刺激设备操作便捷，但电场穿透深度有限，想要激活深部神经只能提升刺激电流，极易引发皮肤刺痛、非靶向肌肉异常收缩，治疗精准度与患者耐受度均存在明显缺陷；而成熟全植入式脉冲发生器虽能实现深部定点神经激活，却需开展外科手术完成脉冲源、导线系统植入，不仅需要全麻、专用手术室，术后恢复周期漫长，长期使用还会面临导线移位、创口感染、内置电池耗尽等并发症。

在此背景下，无电池无线供能、可经针头注射的微型生物电子器件成为行业研发热点，磁电耦合、超声能量传输、感应耦合等多种无线供电方案相继落地，但多数微型植入设备依赖芯片上复杂的集成电路，器件体积难以压缩，线圈对齐容错率低，无法适配临床注射操作场景，电极电场扩散范围不可控，极易刺激周边健康组织，始终难以平衡器件尺寸、刺激精度与部署便捷性三大核心需求。

近日，纽约大学阿布扎比分校团队在《Science Advances》发布题为“An injectable, leadless bioelectronic interface for battery-free wireless peripheral neuromodulation"的研究成果，推出无导线、无电池可注射生物电子接口（SEED），依托摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）技术实现毫米级无源植入器件制备，为外周神经微创调控提供全新技术方案。

本次研究研发的SEED器件打破现有技术瓶颈，整体直径仅1.4 mm、总长9 mm，整体体积约14 mm³，可通过临床标准14号穿刺针完成经皮植入，全程无需手术切口，真正实现微创部署。整套设备采用全无源极简架构，内部仅集成感应接收线圈、调谐电容、微型指示灯与铂铱螺旋螺旋电极，无任何有源芯片，通过65 KHz准静磁谐振感应耦合完成无线供电，外部手环式发射端统一生成、调控刺激波形，植入端无需搭载信号发生模块，大幅压缩器件体积。研发团队依托有限元电场仿真对比五种电极拓扑结构，最终选定螺旋缠绕式铂铱电极，该结构沿器件纵向均匀分布刺激界面，沿神经轴向电场峰值可达143 V/m，同时横向电场快速衰减，50%峰值电场仅扩散4.8 mm，相比环形、端面电极大幅降低旁组织刺激风险，解决注射后器件朝向不可控带来的刺激失准难题。

图2. 可注射SEED的概述及制备流程。

无线供电性能直接决定器件临床实用性，SEED系统采用带铁氧体磁芯的细长螺线管接收线圈，大幅提升错位耐受度，轴向最远3.5 cm仍可维持有效刺激，倾斜75°范围内设备持续工作，平均无线能量传输效率稳定在 4.5%，达到毫米级感应植入设备主流性能水平。体外组织实验证实，器件在导电生物介质中可稳定输出毫安级刺激电流，单次脉冲电荷密度处于铂铱电极安全区间；大鼠坐骨神经体内实验进一步验证，经皮注射后通过超声、微型CT均可清晰识别器件位置，外部调节刺激频率、电压能够精准分级调控肢体运动，刺激信号与肌肉收缩同步，实现可编程定点神经调控。同时器件具备良好放射不透性与声学对比度，适配临床超声、CT影像引导操作，医生可实时观察针头轨迹与器件释放位置，精准贴靠目标神经完成部署，契合现有微创介入诊疗流程。

图3. 展示离体组织输出、14G针递送、phantom和鸡腿组织中的超声可视化、大鼠体内激活、微型CT定位以及刺激锁定运

SEED这类无源可注射神经刺激器件，可广泛应用于术后镇痛、外周神经损伤修复、自主神经调节等多类场景，但规模化临床转化离不开成熟稳定的微纳精密制造支撑。未来，摩方精密将持续深耕微纳3D打印技术迭代，依托自身精密制造核心优势，赋能全球生物电子、神经工程领域科研团队，加速微创植入式电子医疗器械的研发与产业化，以精密制造技术推动神经调控疗法迈向更小创伤、更长寿命、更高精准度的全新发展阶段。