ACS Nano | 清华张明君/三博医院闫长祥团队：聚集增强压电纳米换能器介导的无线超声神经调控

背景: 低强度聚焦超声(LIFU)因其穿透性和聚焦性被认为是实现脑深部无线神经调控的重要技术，但单纯依靠超声刺激易受神经元亚型、力敏离子通道表达及组织力学环境影响，导致刺激效果不稳定、不可预测。研究目的: 为解决上述问题并避免基因转染和电极植入，本研究旨在开发一种基于功能化纳米颗粒的聚集增强压电纳米换能方法，在低强度超声条件下实现稳定、可控的无线神经刺激。结论: 清华大学和北京三博脑科医院团队报道了一种亚微米级pDA-BTO/UiO-66纳米复合结构，通过将10 nm钛酸钡压电纳米颗粒组装至UiO-66金属有机框架表面并包覆导电聚多巴胺，显著增强了局域电场转换效率。该体系在分化PC12细胞中稳定诱发电压门控离子通道介导的钙离子内流，在大鼠运动皮层实现空间特异性脑电响应及对应身体部位的肌电输出。组织学评估显示其具备良好的神经安全性和生物相容性。该工作为低强度超声驱动的稳定、可控神经刺激及微纳换能器设计提供了重要参考。