本發(fā)明涉及移植醫(yī)藥裝置或其他物體例如活細胞到人或動物的軟組織(尤其是神經(jīng)組織)中的方法。此外，本發(fā)明涉及對應(yīng)器件、提供該器件的方法、和所述提供中所用的設(shè)備。本發(fā)明涉及的醫(yī)藥裝置或其他物體通過插入直接移植入所述組織時物理穩(wěn)定性不足。具體地，本發(fā)明的醫(yī)藥裝置是微電極或微探針例如電學(xué)或光學(xué)傳感器。

背景技術(shù)：

移植入軟組織的裝置包括微電極。微電極在醫(yī)藥和相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。原則上，單神經(jīng)細胞或細胞組發(fā)射的電信號可被記錄。單神經(jīng)細胞或細胞組還可用該裝置進行電刺激，并監(jiān)控其對該刺激的響應(yīng)。這使得用戶可以選擇其刺激產(chǎn)生治療效果的細胞核。預(yù)期選擇性刺激可產(chǎn)生比非選擇性刺激更強的結(jié)果。腦或脊髓的刺激在腦細胞核降解或受損的情況下特別有價值。通過移植裝置監(jiān)控腦活性可用于控制藥物局部遞送或全身遞送或控制腦細胞核的電刺激。在本發(fā)明中，微電極是含橢圓形電極體的撓性電極，所述導(dǎo)體的直徑為亞毫米范圍，具體為1μm-100μm，這對精確插入神經(jīng)組織來說不夠硬，容易在插入期間偏離插入所需路徑。本發(fā)明中通過用硬基質(zhì)包封代替或其從遠端或頂端向近端方向延伸的至少部分來解決該問題，所述基質(zhì)以基本低于插入速度的速率溶于水性神經(jīng)或體液或被其降解。用于移植入軟組織的物理上穩(wěn)定性不足的裝置還包括各種傳感器例如葡萄糖傳感器(其可用作控制胰島素給藥)，和含光纖的輻射傳感器。

由溶解或降解引起的基質(zhì)片段較高的局部濃度成為問題。其暫時改變了靶神經(jīng)細胞或神經(jīng)細胞組的自然環(huán)境，并因此影響其行為，直到基質(zhì)溶質(zhì)從插入位置轉(zhuǎn)運出去。通過對流或擴散從插入位置移除基質(zhì)溶質(zhì)耗費時間。移除所有或幾乎所有該溶質(zhì)之前，電極無法使用或僅可在該溶質(zhì)影響下用于監(jiān)控神經(jīng)細胞或神經(jīng)細胞組。含生物可溶性或生物可降解基質(zhì)包封的微小橢圓形金屬電極體的單電極和電極組公開于例如WO 2009/075625 A1。

另一問題是為了足夠剛性以插入組織，基質(zhì)需要在徑向上基本大于電極體。該要求可能導(dǎo)致徑向上電極體/基質(zhì)的組合，引起插入該組合的組織的顯著損傷。

另一問題是，由于對象之間的組織的功能管理和解剖學(xué)(尤其是腦組織)不同，微電極在組織中的最佳位置可能需要對應(yīng)位置的反復(fù)插入和評估。本領(lǐng)域中基質(zhì)覆蓋的微電極無法良好適應(yīng)反復(fù)插入，這是因為每次插入其都會損失一些基質(zhì)材料，最糟的是在獲得組織所需位置前其會損失大量基質(zhì)材料從而剛性受損。這可能伴隨著損失基質(zhì)中摻入的藥學(xué)或生物材料，這些材料可能對感興趣的組織造成負面影響。

基質(zhì)覆蓋的微電極的其他問題或限制在于其插入軟組織的速率受限：為了避免過度的組織損傷，微電極必須非常慢地插入。其插入越慢，基質(zhì)材料以及(若存在)摻入到基質(zhì)中的藥學(xué)或其他試劑在插入路徑中損失并且無法到達釋放所需位置的風(fēng)險越高。該問題在使用含冷凍生物材料的探針時尤其明顯。

本領(lǐng)域基質(zhì)覆蓋的微電極的插入的另一問題時微電極引起的傷口出血。這會導(dǎo)致局部凝結(jié)血液粘著在基質(zhì)表面，顯著延緩其溶解或降解，并因此延緩微電極預(yù)定用途的使用。

另一重要問題是移植引起的神經(jīng)組織刺激例如微電極導(dǎo)致神經(jīng)元損失和星形細胞增殖(Lind G等,J Scientific Reports 3(2013)；文章編號2942DOI:doi:10.1038/srep02942)。

G Lind等,J Neural Eng 7(2010)046005(doi:10.1088/1741-2560/7/4/046005)公開了明膠包埋的電極植入腦組織。植入腦中的明膠包被的金屬微電極或微電極束顯示出長時間的功能改善，伴隨著急性組織響應(yīng)減少。

發(fā)明目的

本發(fā)明的主要目的是提供前述類型的方法，解決與已知微電極和其他物體插入神經(jīng)組織相關(guān)的一個或數(shù)個問題。神經(jīng)組織包括腦和脊髓組織以及外周神經(jīng)、背根神經(jīng)節(jié)和視網(wǎng)膜組織。

本發(fā)明的其他目的是阻止或減少或停止沿著神經(jīng)組織中用于醫(yī)藥裝置或其他物體的插入路徑的出血；保護相鄰神經(jīng)細胞免受該移植的負面影響；保存移植微電極和其他物體的糾正位置的能力；

本發(fā)明的其他目的是提供用于所述方法的設(shè)備；

本發(fā)明的另一個目的是提供生產(chǎn)該設(shè)備的方法。

本發(fā)明的其他目的將通過以下

技術(shù)實現(xiàn)要素：
、以附圖形式說明的優(yōu)選實施方式和所附權(quán)利要求書的描述而顯見。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)：神經(jīng)細胞中填充有生物相容性水性凝膠(例如水性明膠凝膠)的通道可使醫(yī)藥裝置或其他物體插入所述神經(jīng)組織的植入，所述醫(yī)藥裝置或其他物體對于直接插入神經(jīng)組織來說物理穩(wěn)定性不足。神經(jīng)組織包括腦和脊髓組織。

本發(fā)明的通道優(yōu)選旋轉(zhuǎn)對稱，更優(yōu)選為圓柱形并具有相應(yīng)縱向延伸的中央軸。本發(fā)明的通道優(yōu)選是直的或基本直的，即為線形或基本線形。基本線形/直表示當其一端置于中央軸上時，穿過其另一端的直線與中央軸形成的夾角不大于10°，優(yōu)選不大于5°。本發(fā)明的通道的長度基本大于其寬度，具體為5倍或10倍或20倍或更大倍數(shù)。所述通道的側(cè)面和底面(前)由活神經(jīng)組織形成?；诖嗽蚧蚱渌颍ǖ赖膸缀涡螤羁呻S時間變化。具體地，通道的直徑可隨時間收縮。

生物相容性凝膠防止通道內(nèi)徑向的收縮并因此穩(wěn)定通道的幾何形狀，至少持續(xù)凝膠基本未變化(即被酶降解或其他方式弱化)的時間。交聯(lián)凝膠的使用可延長基本穩(wěn)定的幾何形狀的時間，這可通過交聯(lián)程度來調(diào)節(jié)。

可在生物相容性凝膠中插入(尤其是緩慢插入)微小結(jié)構(gòu)，例如薄的纖絲或電極或光纖，而基本不影響其幾何形狀。慢速插入為最快至5mm/秒的速率，具體為1或2mm/秒。這與軟組織(尤其是神經(jīng)組織)對該插入的抵抗形成鮮明對比。通常，本發(fā)明的水性凝膠的抵抗比神經(jīng)組織(特別是腦膜和其他纖維膜層)的抵抗低10倍或更多，尤其低25倍或更多。對穿透的抵抗的測量是給定尺寸的橢圓形針在以軸向遠端方向施加于所述針上的恒定力影響下穿透限定深度所需的時間。

生物相容性凝膠是半透明的，其在使用通道上設(shè)置的光纖發(fā)射的可見光和近紅外輻照中尤其有優(yōu)勢。

本發(fā)明還基于以下發(fā)現(xiàn)：本領(lǐng)域的基質(zhì)穩(wěn)定化的微電極或探針的插入可通過本發(fā)明方法改良。提供上述類型的通道可減少(甚至大量減少)在插入軟組織期間維持其穩(wěn)定所需的可被體液溶解或降解的基質(zhì)材料的量。

本發(fā)明的水性凝膠通過接觸凝膠形成劑和水性介質(zhì)(具體是水性體液)而原位形成。對于形成本發(fā)明的通道，凝膠形成劑優(yōu)選以干燥狀態(tài)使用，例如以含少于20重量％的水、尤其含少于10重量％或5重量％的水的狀態(tài)。

本發(fā)明的優(yōu)選方面基于另一發(fā)現(xiàn)：通道中形成水性生物相容性凝膠(尤其是水性明膠凝膠)可具有神經(jīng)保護效果，包括降低小膠質(zhì)細胞對植入神經(jīng)組織的醫(yī)藥裝置的響應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明，來自各種動物來源的明膠可用作凝膠形成劑，例如牛、豬皮、家禽皮和鮪魚(tuna)明膠。優(yōu)選哺乳動物來源的明膠，這是因為其在體溫下優(yōu)異的膠凝能力。為了形成長期穩(wěn)定的通道，優(yōu)選使用化學(xué)交聯(lián)明膠，因其在體內(nèi)降解速率較慢。有效明膠交聯(lián)劑的示例為二(乙烯基磺?；?甲烷和1-乙基-3-(3-二甲基氨基-丙基)碳二亞胺。其他有用的交聯(lián)方法為UV輻照?？赏ㄟ^交聯(lián)程度來控制體內(nèi)降解速率，其繼而可由所用交聯(lián)劑的量所控制或由與交聯(lián)給定量明膠所用的UV輻照的暴露所控制。

本發(fā)明其他水性生物相容性凝膠包括糖凝膠。本文有用的糖凝膠包括阿拉伯半乳聚糖凝膠、阿拉伯木聚糖凝膠、半乳聚糖凝膠、半乳甘露聚糖凝膠、地衣多糖多糖凝膠、木聚糖凝膠以及纖維素衍生物例如羥甲基丙基纖維素，且糖凝膠通過水性介質(zhì)(尤其是水性體液)與選自下組的凝膠形成劑接觸來形成：阿拉伯半乳聚糖、阿拉伯木聚糖、半乳聚糖、半乳甘露聚糖、地衣多糖、木聚糖、羥甲基丙基纖維素，以及與水性介質(zhì)接觸時形成凝膠的其他纖維素衍生物。

本發(fā)明其他水性生物相容性凝膠包括蛋白質(zhì)凝膠。本發(fā)明所用的動物來源的除了明膠之外的蛋白質(zhì)凝膠包括乳清蛋白凝膠、大豆蛋白凝膠、酪蛋白凝膠，其通過水性介質(zhì)(尤其是水性體液)與選自乳清蛋白、大豆蛋白、酪蛋白的凝膠形成劑接觸來形成。

本文所用的其他水性凝膠可通過水性介質(zhì)(尤其是水性體液)與選自下組的凝膠形成劑接觸來形成：阿拉伯半乳聚糖；阿拉伯木聚糖；半乳聚糖；半乳甘露聚糖；地衣多糖；木聚糖；纖維素衍生物例如羥甲基丙基纖維素；乳清蛋白；大豆蛋白；酪蛋白；透明質(zhì)酸；殼聚糖；阿拉伯膠；羧基乙烯基聚合物；聚丙烯酸鈉；羧甲基纖維素；羧甲基纖維素鈉；支鏈淀粉；聚乙烯基吡咯烷酮；刺梧桐樹膠；果膠；黃原膠；黃蓍膠；藻酸；聚甲醛；聚酰亞胺；聚醚；幾丁質(zhì)；聚乙醇酸；聚乳酸；聚乙醇酸和聚乳酸的共聚物；聚乳酸和聚環(huán)氧乙烷的共聚物；聚酰胺；聚酐；聚己內(nèi)酯；馬來酸酐共聚物；聚羥基丁酸酯共聚物；聚(1,3-二(對-碳苯氧)丙烷酸酐)；通過與癸二酸或聚對苯二甲酸共聚合化形成的聚合物；聚(乙交酯-共-碳酸三亞甲基酯共聚物；聚乙二醇；聚二噁烷酮；聚丙烯富馬酸鹽；聚(谷氨酸乙酯-共-谷氨酸)；聚(谷氨酸叔丁氧基羰基甲基酯)；聚己內(nèi)酯；聚(己內(nèi)酯-共-丙烯酸丁酯)；聚羥基丁酸酯和其共聚物；聚(磷腈)；聚(D,L-丙交酯-共-己內(nèi)酯)；聚(乙交酯-共-己內(nèi)酯)；聚(磷酸酯)；聚(氨基酸)；聚(羥基丁酸酯)；聚縮酚酸肽；馬來酸酐共聚物；聚磷腈；聚亞氨基碳酸酯；聚[(7.5％二甲基-三亞甲基碳酸酯)-共-(2.5％三亞甲基碳酸酯)]；

聚環(huán)氧乙烷；羥丙基甲基纖維素,聚(亞乙基-共-乙酸乙烯酯)；異丁烯和至少一種其他重復(fù)單元(例如丙烯酸丁酯:甲基丙烯酸丁酯)的基于異丁烯的共聚物；取代的苯乙烯例如氨基苯乙烯,羥基苯乙烯,羧基苯乙烯,磺酸苯乙烯；聚乙烯基醇的均聚物；聚乙烯基醇和至少一種其他重復(fù)單元(例如乙烯基環(huán)己基醚)的共聚物；甲基丙烯酸羥甲酯；羥基-或氨基-封端的聚乙二醇；基于丙烯酸酯的共聚物如甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺,甲基丙烯酸羥甲酯；乙烯乙烯醇共聚物；烷基或芳基硅氧烷和至少一種重復(fù)單元的硅酮基共聚物；聚氨酯；硫酸乙酰肝素；RGD肽；聚環(huán)氧乙烷；硫酸軟骨素；YIGSR肽；硫酸角質(zhì)素；VEGF仿生肽；串珠素(硫酸乙酰肝素蛋白多糖2)；含Ile-Lys-Val-Ala-Val(IKVAV)的層連蛋白α-1鏈肽；修飾的肝素；血纖蛋白片段。

本發(fā)明還公開了在神經(jīng)組織中形成線形通道用于移植醫(yī)藥裝置或其他物體的設(shè)備，所述醫(yī)藥裝置或其他物體對直接插入神經(jīng)組織來說物理穩(wěn)定性不足。形成通道的設(shè)備包括具有前端和后端的橢圓形剛性針和含本發(fā)明干燥凝膠形成劑的層或由干燥凝膠形成劑組成的層或由所述剛性針和所述層組成，所述凝膠形成劑位于從前端以遠端方向延伸的針的部分上并包封所述部分。本發(fā)明中，凝膠形成劑指通過接觸水性流體例如水性體液形成凝膠的干燥試劑。所述凝膠形成劑的層的水含量少于20重量％、優(yōu)選少于10重量％、最優(yōu)選少于5重量％或2重量％。特別優(yōu)選的凝膠形成劑是明膠。

所述針優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)對稱，尤其是圓柱形，并包含中央軸?！皥A柱”包括具有橢圓或相似橢圓形底面的圓柱體。優(yōu)選凝膠形成劑的層的長度至少對應(yīng)于組織中形成的通道深度。優(yōu)選所述針的長度大于通道長度，例如長10％或30％或更多。所述針由剛性材料制成，尤其是盡可能剛性的材料，從而提供所述裝置的徑向尺寸越小越好以最小化其對插入組織的損傷。具體合適的材料包括鋼、鈦、鎢、鉿和銥。另一具體合適材料是丙烯酸酯或環(huán)氧聚合物，優(yōu)選用纖維(特別是碳纖維)加強。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，通道形成設(shè)備包括針中的流體通路，其以軸向設(shè)置的通道形式設(shè)置，在其后部可連通，并且不覆蓋凝膠形成劑。通路或通道從針的后端向前端延伸并在其正面或正面附近形成開口。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，軸向設(shè)置的通道包含一種或多種徑向延伸通道，其在所述針的圓柱面開口但并不延伸通過其上設(shè)置的凝膠形成劑層。根據(jù)優(yōu)選的改良，徑向通道的側(cè)開口可通過體液可溶解的材料進行栓塞。根據(jù)另一優(yōu)選改良，軸向延伸通道的遠端可以相同方式栓塞或永久性栓塞。提供軸向和/或徑向延伸通道，允許注射水性流體以影響所述針周圍形成的凝膠的結(jié)構(gòu)。提供該通道還允許注射含藥學(xué)活性劑的水性流體，或繼續(xù)注射含不同藥學(xué)活性劑的流體。其還允許注射低粘度水性凝膠，該凝膠可包括藥學(xué)活性劑或其他試劑，例如營養(yǎng)物如葡萄糖。

或者或此外，藥學(xué)活性劑可納入含凝膠形成劑或由其組成的層中。優(yōu)選的藥學(xué)活性劑包括凝結(jié)劑、抗凝劑、抗生素、滲透壓調(diào)節(jié)劑、抗炎劑、營養(yǎng)物、刺激生長的因子、刺激細胞分化的因子、激素。提供該通道(尤其是軸向通道)還允許注射活細胞。

根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選方面，所述設(shè)備包括電極器件和/或光纖器件，或者增加到軸向設(shè)置通道里，或者獨立存在。所述電極器件和/或光纖器件允許在插入和凝膠形成期間監(jiān)控電活性并提供視覺控制。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，包含干燥凝膠形成劑或由其組成的層可由移植期間與組織摩擦力減小的材料層覆蓋。提供所述摩擦力減小的層(減少摩擦層)避免或減小移植程序引起的損傷。其還可減小移植期間將表層組織的細胞(如腦膜成纖維細胞)帶入深層組織的風(fēng)險。合適的減少摩擦涂層材料包括聚乙烯基醇、幾丁質(zhì)、透明質(zhì)酸、和US 2008234790 A1公開的試劑，其通過引用納入本文。

本發(fā)明的神經(jīng)組織通道中的水性生物相容性凝膠可由多于一層，尤其是二層或三層組成。所述層可相對所述通道進行徑向和/或軸向取向。成層的凝膠的物理特性可不同，尤其是其溶脹特性和/或其生物可降解特性和/或其藥學(xué)活性劑含量可不同。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述凝膠包括徑向設(shè)置的外層和內(nèi)層，所述外層比內(nèi)層物理上更穩(wěn)定，例如其通過交聯(lián)對比未交聯(lián)的內(nèi)層。

根據(jù)另一優(yōu)選實施方式，軸向設(shè)置的物理穩(wěn)定的外凝膠層(例如交聯(lián)層)環(huán)繞低粘度凝膠內(nèi)層或水性液體層。水性凝膠層可通過將針插入神經(jīng)組織來形成，所述針由一層置于另一層之上的兩層或更多層覆蓋，所述層呈徑向或軸向相鄰或二者均有。

本文所述通過填充有本發(fā)明凝膠(尤其是明膠)的通道移植入神經(jīng)組織的藥物裝置或其他物體不減小或至少基本不減小移植物臨近的神經(jīng)組織中的神經(jīng)元密度。

根據(jù)本發(fā)明，通過填充有本發(fā)明凝膠(尤其是明膠)的通道移植藥物裝置或其他物體進入神經(jīng)組織減少通道壁的出血。

根據(jù)本發(fā)明，在人或哺乳動物的神經(jīng)組織中提供橢圓形線性通道的方法，所述通道用于通過插入所述通道將醫(yī)藥裝置或其他物體移植入所述組織，所述裝置通過直接插入移植入所述組織時物理穩(wěn)定性不足，所述方法包括：提供通道形成設(shè)備，含旋轉(zhuǎn)對稱的，尤其是圓柱形的剛性針，所述針的長度超過提供待提供的通常長度并且具有前端和后端，所述針從其前端向其后端延伸的部分用凝膠形成劑包封或含凝膠形成劑，所述延伸的長度至少對應(yīng)于通道長度，其中凝膠形成劑是能在與水性體液接觸時形成水性凝膠的干燥試劑，用凝膠形成劑包封或含凝膠形成劑包括少于20重量％的水，優(yōu)選少于10重量％的水，尤其少于5重量％或2重量％的水；將所述針以其前端朝前插入神經(jīng)組織；通過凝膠形成劑與水性流體接觸在所述針周圍形成水性凝膠；從凝膠中退出所述針；其中所述針足夠剛性從而能在沒有包含凝膠形成劑或由凝膠形成劑組成的層時插入神經(jīng)組織。

本發(fā)明范圍內(nèi)提供的針的圓柱形壁具有兩層或更多層凝膠形成劑，所述不同層的凝膠形成劑的結(jié)構(gòu)和特性不同，例如生物穩(wěn)定性不同或形成的凝膠強度不同。所述兩種或更多層可置于彼此之上和/或以軸向方向彼此相鄰。本發(fā)明通道中形成的凝膠會反映所述針上凝膠形成劑的層或含凝膠形成劑的層的位置。例如，覆蓋所述針的圓柱壁的部分(繼而被第二次覆蓋)的第一層在所述針插入神經(jīng)組織而接觸體液時會形成中央設(shè)置的圓柱凝膠部分，其被管狀凝膠部分環(huán)繞。

本申請中，“其他物體”包括活細胞和細胞簇，尤其是在冷凍水性懸液中的活細胞和細胞簇。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，公開了前述類型的方法，包括鑒定神經(jīng)組織中靶標相對于組織中需要設(shè)置的通道的前端的位置，所述方法包括：

i)提供包含具有前端和后端的橢圓形剛性針的通道形成設(shè)備，所述針的從前端以軸向延伸的部分由凝膠形成劑覆蓋；

ii)提供與所述組織的接觸；

iii)定位所述靶標的在組織中的空間位置；

iv)任選定位所述靶標附近的空間位置；

v)就所述設(shè)備定位組織的接觸面上的插入點的空間位置；

vi)將所述針的前端置于插入點上，同時將所述針的方向?qū)?yīng)于連接插入點和靶標或接近靶標的空間位置的直線所限定的插入路徑；

vii)沿著所述插入路徑將所述針的前端插入所述組織至所述靶標或空間位置限定的深度；

viii)持續(xù)足夠的時間以允許所述針周圍形成凝膠；

ix)任選通過成像技術(shù)或通過記錄神經(jīng)活性來獲得有關(guān)凝膠形成的信息；

x)從所述凝膠退出所述針。

用于移植的優(yōu)選裝置是物理穩(wěn)定性不足的微電極。任選地，所述微電極可為微電極束或陣列包含的微電極。

用于移植的特別優(yōu)選的裝置是橢圓形微電極。對于給定的直徑，插入期間微電極彎曲的風(fēng)險隨著其長度而顯著增加。用于移植的優(yōu)選物體是活細胞或細胞簇，尤其是在冷凍水性懸液中。

本領(lǐng)域合適的微電極材料是已知的并包含金、鉑、鎢、鈦、銅、銀、鋁和其合金。微電極的其他合適材料包括i)導(dǎo)電聚合物和ii)不導(dǎo)電聚合物，包括形成天然纖維的聚合物、由導(dǎo)電金屬或金屬合金(例如前述金屬或金屬合金)覆蓋的此類聚合物的核心。

本文中“橢圓形”指微絲形式的微電極，其具有前(遠)端和后(近)端，長度為其直徑的多倍，例如5倍或10倍或50倍或200倍或500倍或更多。用于本發(fā)明的微電極的直徑可從納米范圍，例如從100nm或500nm或從1μm或2μm或5μm至20μm或50μm或100μm。尤其適用于本發(fā)明的微電極是移植入神經(jīng)組織的物理穩(wěn)定性不足的微電極，所述移植通過將其插入從外部可接觸并通過外科手術(shù)形成的組織表面而進行?！拔锢矸€(wěn)定性不足”指該微電極以其前端朝前插入神經(jīng)組織會有其前端彎曲而離開插入所需路徑的風(fēng)險。這會導(dǎo)致電極前端沒有按所需設(shè)置，例如未置于與神經(jīng)細胞或神經(jīng)細胞簇或神經(jīng)組織的其他光學(xué)或徑向可區(qū)分組件的所需空間關(guān)系處。此外，“物理穩(wěn)定性不足”包括可壓縮和/或可回彈的彈性微電極。

用于移植的其他優(yōu)選裝置為直接插入軟組織的物理穩(wěn)定性或剛性不足的光纖，其與所述微電極都有一種或多種物理特性但其導(dǎo)電性不同。除了其端面允許輻照進入和退出，光纖可由導(dǎo)電材料層覆蓋，從而具有微電極的功能。

用于移植的另一優(yōu)選裝置是直接插入軟組織的物理穩(wěn)定性或剛性不足的微探針或微傳感器。

本發(fā)明方法，無論其是否包括鑒定神經(jīng)組織中靶標相對于需要設(shè)置的通道的前端的位置，所述方法可包括導(dǎo)電針，其還可用作臨時電極，所述針包括金屬、金屬合金或?qū)щ娋酆衔锘蚱渌麑?dǎo)電非金屬材料例如碳或由其組成，優(yōu)選的金屬選自：金、銀、銅、鉑、銥、鈦、鉻、鎢、鋁、及其合金，鎢、銥和不銹鋼中任何均特別優(yōu)選；蛋白質(zhì)或碳水化合物或其混合物作為能與體液接觸形成凝膠的試劑，優(yōu)選試劑選自：明膠、透明質(zhì)酸和其藥學(xué)上可接受的鹽、化學(xué)修飾的明膠和透明質(zhì)酸，例如通過交聯(lián)和/或部分水解，特別優(yōu)選天然明膠；以導(dǎo)電形式關(guān)聯(lián)或接近所述針的后端的導(dǎo)電導(dǎo)線；關(guān)聯(lián)所述導(dǎo)線的電壓監(jiān)控裝置或電源；與水性體液接觸能形成凝膠的試劑所包含的藥學(xué)活性劑，優(yōu)選自凝結(jié)劑、抗凝劑、抗生素、滲透壓調(diào)節(jié)劑、抗炎劑。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選方面，所述裝置是或包括微電極和/或光纖、微探針或微傳感器，例如胰島素或葡萄糖探針，其能監(jiān)控/感應(yīng)組織中生物試劑，例如胰島素或葡萄糖，的濃度。

或者，本發(fā)明方法可包括基本不導(dǎo)電的硬針，尤其是聚合材料的針，所述材料例如聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯酸酯。所述針可由形成水性凝膠后便于退出的材料組成或由其覆蓋。聚對二甲苯-C、硅酮橡膠和是該目的特別有用的材料。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，公開了用于移植活細胞至神經(jīng)組織的方法，包括：

i)提供在注射器或吸頭或其他注射懸液的裝置中的活細胞水性懸液；

ii)根據(jù)本發(fā)明在人或哺乳動物的神經(jīng)組織中形成通道的方法在所述組織中形成線形移植通道用于移植醫(yī)藥裝置到所述組織中，包括或不包括鑒定神經(jīng)組織中靶標相對于需要設(shè)置的通道的前端的位置，

iii)將所述注射器針頭插入所述移植通道中的所需深度；

iv)將所述活細胞的水性懸液注射入所述移植通道；

v)退出所述注射器或吸頭；

前提是可在退出前和/或期間進行注射。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述注射器針頭可用材料覆蓋，所述材料接觸水性體液時形成凝膠，例如明膠，并且本發(fā)明的線形移植通道可通過使用如此覆蓋的注射器針頭作為針而形成。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，公開了移植活細胞至神經(jīng)組織的方法，所述方法包括鑒定神經(jīng)組織中靶標相對于需要設(shè)置的通道的前端的位置，包括：

i)提供附于插入棒頂端的活細胞的冷凍水性懸液；

ii)根據(jù)本發(fā)明在人或哺乳動物的神經(jīng)組織中形成通道的方法在所述組織中形成線形移植通道用于移植醫(yī)藥裝置到所述組織中，包括或不包括鑒定神經(jīng)組織中靶標相對于需要設(shè)置的通道的前端的位置，

iii)將所述棒以頂端朝前插入所述移植通道中的所需深度；

iv)融化所述冷凍懸液；

v)退出所述棒。

根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選方面，公開人或哺乳動物的神經(jīng)組織中用于移植醫(yī)藥裝置的線形(優(yōu)選圓柱形)通道，所述通道填充有通過接觸體液和本發(fā)明的干燥凝膠形成劑而形成的凝膠，所述凝膠形成劑尤其選自下組：明膠、透明質(zhì)酸和其鹽、化學(xué)修飾的明膠、化學(xué)修飾的透明質(zhì)酸和其鹽。化學(xué)修飾的明膠和化學(xué)修飾的透明質(zhì)酸部分包括水解降解的明膠和透明質(zhì)酸和/或交聯(lián)的明膠和透明質(zhì)酸。然而所述通道可能但不優(yōu)選為圓柱形意外的其他形式；可通過使用相應(yīng)形成的針來提供方形或其他徑向截面的通道。圓柱形通道可包括與通道直徑相同的兩個或更多水性凝膠的圓柱形層或水性凝膠的中央圓柱形層由水性凝膠的外周層環(huán)繞。

術(shù)語“圓柱通道”包含徑向截面為橢圓形式的圓柱通道。

接下來通過參照多種優(yōu)選實施方式來更詳細描述本發(fā)明，所述實施方式由非成比例的粗略圖說明。徑向尺寸顯著放大。所有圖為軸向或徑向截面。

附圖說明

圖1a-1f顯示本發(fā)明在人或哺乳動物的神經(jīng)組織中提供通道用于移植醫(yī)藥裝置的方法及所產(chǎn)生的通道，所述方法包括鑒定神經(jīng)組織中靶標相對于需要設(shè)置的通道的前端的位置；圖1c-1f顯示本發(fā)明方法的變體，其中靶標的問題不通過輻照期間鑒定；

圖1g,1h顯示本發(fā)明的移植微電極至神經(jīng)組織中的方法，所述方法通過本發(fā)明方法將微電極插入通道，以及顯示如此移植的微電極；

圖2顯示根據(jù)本發(fā)明方法移植的微電極，其位置固定于相鄰骨組織；

圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，所述設(shè)備用于在神經(jīng)組織中形成通道用以插入微電極或其他裝置；

圖4顯示圖1g-1j的微電極；

圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，所述設(shè)備用于在神經(jīng)組織中形成通道用以插入微電極或其他裝置，所述設(shè)備包括光纖；

圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，所述設(shè)備用于在神經(jīng)組織中形成通道用以插入微電極或其他裝置，所述設(shè)備包括光纖和電極；

圖7和7a顯示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，所述設(shè)備用于在神經(jīng)組織中形成通道用以沿軸向A*-A*(圖7；圖7a顯示放大的該部分)截面插入微電極或其他裝置，所述設(shè)備除了包括干明膠覆蓋的圓柱形針和光纖移機電極器件外還包括所述針中的軸向延伸通路，其用于從所述設(shè)備的遠端面處的通道開口注射流體材料至通道中；

圖8、8a、8b和8c顯示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，所述設(shè)備用于在神經(jīng)組織中形成通道用以沿軸向A**-A**(圖8；圖8a顯示放大的該部分)截面和徑向B-B(圖 8b,8c,進一步放大)截面插入微電極或其他裝置，所述設(shè)備除了包括干明膠覆蓋的圓柱形針和光纖移機電極器件外還包括所述針中的軸向延伸通路，其用于從所述設(shè)備的遠端面處的通道開口注射流體材料至通道中，所述設(shè)備還包括從所述軸向延伸通路徑向延伸的通路，所述設(shè)備的變體的徑向延伸通路示于栓塞的干燥(dry)圖8c中；

圖9、9a、9b、9c顯示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，對應(yīng)于圖8、8a、8b和8c，其中明膠層上提供有減少摩擦劑層；

圖10顯示圖9所示設(shè)備的變體，在相同的部分，明膠層被第一減少摩擦層(從所述針的遠端以近端方向延伸)和含抗凝劑的第二層(從所述減少摩擦層的近端以近端方向延伸)所覆蓋；

圖11、11a、11b、11c顯示本發(fā)明的圓柱形針的四種實施方式，所述針覆蓋有一種或多種干燥凝膠形成劑的層，所述凝膠形成劑用于在神經(jīng)組織中在軸向(通道軸)截面產(chǎn)生填充有水性凝膠的相應(yīng)圓柱形通道；

圖12、12a、12b、12c顯示本發(fā)明神經(jīng)組織中填充有一層或多層水性凝膠的圓柱形通道的四種實施方式，其分別由圖11、11a、11b、11c所示的以軸向(通道軸)截面移植的針所產(chǎn)生。

具體實施方式

實施例1.確定靶標、通道前(底)端、通道后(頂或開口)端的位置，提供插入通道形成設(shè)備的指導(dǎo)信息

圖1是哺乳動物腦1的截面代表圖，相鄰部分為頭骨2和硬膜3。頭骨2上提供通孔5，在移除硬膜3的部分后通過該孔可解除腦組織1的表面6。在腦組織1中顯示含100或更多細胞4的大量神經(jīng)細胞或細胞簇。其中之一4’鑒定為使用微電極的可能的神經(jīng)細胞所需靶標。靶標神經(jīng)細胞/細胞簇4'的位置通過使用與控制單元13電連接并受其控制的兩種圖像系統(tǒng)(例如計算機斷層掃描術(shù)(CT)11和磁共振成像(MRI)12)的組合來確定。基于位置信息，控制單元13的微處理器確定通道形成設(shè)備(20,圖3)的插入軌跡9，其通過控制單元13所控制的激光束10觀察?？刂茊卧?3還確定靶標神經(jīng)細胞4'簇附近路徑上的點7，其對應(yīng)于待形成的通道(23',圖2)的遠端，限定通道形成設(shè)備的插入深度(20,圖3)。還確定插入路徑9上的點8，激光束在該處命中腦組織4的游離表面6。點8代表通道形成設(shè)備(20,圖3)插入腦組織1中的點。

實施例2.本發(fā)明的通道形成設(shè)備及其生產(chǎn)的第一實施方式

本發(fā)明的通道形成設(shè)備20以軸向A-A截面顯示在圖3中。通道形成設(shè)備20包括剛性材料的硬圓柱形針21和針21的部分上的明膠層22，所述層明膠層從其前(遠)端21'向其后(近)端21”延伸。明膠層22可被其他試劑的對應(yīng)層替代，所述試劑與身體接觸能形成凝膠，例如透明質(zhì)酸或PEG或此類試劑的組合。層22的軸向延伸至少對應(yīng)于待形成的通道的深度。針21的直徑小于待形成通道的直徑且應(yīng)盡可能小。所述針上層22的厚度用過待形成的通道的所需寬度來確定。針21應(yīng)向其遠端漸細，例如通過末端尖銳或圓化尖端形成，尤其是圓錐形圓化尖端。針21的材料并不重要但應(yīng)提供對明膠或其他試劑的層22的良好粘附，所述試劑接觸水性體液后能形成凝膠。另一方面，所述針的材料或覆蓋所述針的表面的材料應(yīng)在干燥凝膠形成劑接觸水性體液后容易釋放所形成的水性凝膠，即應(yīng)提供對所形成的水性凝膠的良好粘附。使用聚氟化磺酸材料例如覆蓋的針21形成可以接受的損傷。其他有用的材料包括各種類型的硅銅。有用的針21材料包括鋼、鋁、聚碳酸酯、聚醚、玻璃、陶瓷，以及鈦、金、鉑和其合金。它們可被(例如)薄層聚氟化的材料或硅酮覆蓋，或其表面可硅烷化。

通道形成設(shè)備20可通過例如提供明膠的水性溶液和不銹鋼的針21來生產(chǎn)。明膠溶液的粘度通過溫度和濃度來控制，從而使其明顯粘稠但不膠凝。針21浸入明膠溶液中，然后退出，水平設(shè)置并旋轉(zhuǎn)。針21上的明膠溶液的干燥可通過加熱和/或真空來加速。

重復(fù)浸入步驟直到在針21上形成所需厚度的明膠層22。為了避免干燥明膠溶解，針21從明膠溶液中快速退出。

在生產(chǎn)通道形成設(shè)備的另一方法中，通過用對應(yīng)水溶液的噴涂將明膠或接觸水能形成凝膠的其他試劑施用于針21。

在生產(chǎn)通道形成設(shè)備的另一方法中，使用所需形狀的模具生產(chǎn)通道形成設(shè)備。在優(yōu)選實施方式中，兩片層丙烯酸類材料(各含相同尺寸的半圓柱體模塑部分，構(gòu)成圓柱體模具)以相鄰位置安裝，它們的軸圍繞本發(fā)明圓柱形針排列，所述針的軸在模具中居中。所述片層通過所述模具外周設(shè)置的大量螺桿保持相鄰位置。所述模具的徑向尺寸稍大于所述針的徑向尺寸。在所述模具的一個軸末端處提供通道，通過該通道將凝膠形成劑的濃縮水溶液注射入針和模具壁之間的空間。注射在溶液不膠凝的溫度下進行。然后通過松動螺桿來緩慢釋放模具的片層，允許接觸空氣干燥。干燥至水含量約2重量％后，從模具中移出覆蓋有干燥膠凝劑的針。繼而所述膠凝劑可用材料例如覆蓋，阻止干燥的膠凝劑與水性體液接觸從而阻止膠凝開始以及結(jié)束。

實施例3.形成移植通道

形成本發(fā)明移植通道的優(yōu)選實施方式如圖1b至1f所示。

放置本發(fā)明的通道形成設(shè)備20，其前端21'位于可接觸的腦組織4表面6上的插入點8，且其軸A-A與插入軌跡線9并列(圖1b)。然后通過對設(shè)備20的無凝膠層22的后部分施壓而將設(shè)備20沿著軌跡線9插入組織4?？墒謩邮汉筒迦牖蛲ㄟ^使用合適的微操縱器(未顯示)。設(shè)備20插入所需深度，即直到其前端達到插入軌跡或路徑的前端7(圖1c)。插入應(yīng)盡量快以避免層22中的明膠在插入期間被水性體液溶解。完全插入后，將設(shè)備20留在完全插入位置(圖1c)，直到明膠層22完全被水性體液溶解并且在針21周圍形成明膠23的管狀層(圖1d)。針21和明膠23的管狀層的組合構(gòu)成圖1d中輪廓24所示的前通道。由于明膠層22的軸長度超出插入深度并且因此超出其接觸水性體液的軸向延伸，明膠層22的近末端部分22’不溶解。在后續(xù)步驟中，將針21沿著插入路徑9從凝膠23中退出(方向R)。退出針21從前通道的體積中去除了針21的體積，從而形成圖1e輪廓24'所示的本發(fā)明通道。圖1f(放大圖)顯示退出針21的起始階段，其中明膠23'的遠端部分收縮至通道24'的直徑并采用圓柱形，同時明膠23的鄰近部分仍為管狀。完全退出后，形成填充有明膠23'的移植通道24(圖1e)。使用含在水性體液中可溶或可降解基質(zhì)的物理穩(wěn)定化的微電極時，形成通道24的明膠含量可減少。

通過使用交聯(lián)明膠或其他交聯(lián)凝膠形成劑，可在退出針后于組織中保留填充有水性體液的通道。所述通道被交聯(lián)凝膠的圓柱形壁環(huán)繞。對于插入本發(fā)明的物理上不穩(wěn)定的微電極或其他探針或傳感器至軟組織中特別有用。

實施例4.含光纖器件的本發(fā)明另一設(shè)備的第二實施方式

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實施方式50示于圖5。聚丙烯酸酯的針51包封居中(軸A’-A’)的光纖55，所述光纖從所述針的前端51’以近端方向延伸，使所述針靠近其另一端，從而以斜交角從針的圓柱壁突出?；蛘咚龉饫w可以居中位置延伸通過整個針并將針置于其近端。針51的側(cè)壁由干燥明膠的層51覆蓋，所述層從遠端51’延伸至光纖55從圓柱形壁突出的遠端位置。針51的前端面未覆蓋明膠。這使得輻照可從光纖55的前端出現(xiàn)而不受位于針51前端之前的組織的阻止和/或檢查。

實施例5.含光纖和電極器件的本發(fā)明另一設(shè)備的第三實施方式

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第三實施方式60示于圖6。其為第二實施方式的改良，其中還包括電極功能。通過針61上的導(dǎo)電金層66提供電極功能，其包封中央設(shè)置的光纖65并且與針61的(A”-A”)共有中央軸。除了靠近其遠端的短部分，金層66用漆67電絕緣。金層66與控制單元(未顯示)通過絕緣導(dǎo)線68電連接，所述導(dǎo)線連接其近端處的金層66。干燥明膠層62覆蓋金層66的絕緣和非絕緣部分。

實施例6.微電極

本發(fā)明可使用廣泛類別的微電極。所述微電極除了應(yīng)為橢圓形之外其設(shè)計并不涉及本發(fā)明，且其通常適用于本發(fā)明方法所述的移植。圖4顯示由波形薄金屬線31組成的微電極30，所述金屬線具有游離前(遠)端并將其另一端(后、近)連接偶聯(lián)元件32；偶聯(lián)元件優(yōu)選置于頭骨的明顯較遠處。例如，所述偶聯(lián)元件32繼而連接與線31導(dǎo)電關(guān)聯(lián)的薄絕緣金屬導(dǎo)線33，所述線31除了其前端之外還可為電絕緣的，所述前端用作活性電極頂端。微電極30的物理穩(wěn)定性不足以允許其直接插入腦組織1，這歸因于由其靈活性和不均勻的神經(jīng)組織引起的來自其預(yù)期插入路徑的撓曲。本發(fā)明所用的微電極的直徑優(yōu)選為亞毫米范圍，尤其是亞200μm范圍。本發(fā)明所用的微電極的長度并不重要，并且可最多至100mm或更多。

實施例7.微電極移植

將微電極30移植入腦組織示于圖1g和1h。微電極30最初置于通道24'上方(圖中輪廓所示)，其游離前端鄰近通道24'的開口端，與通道24'的中央軸B-B(圖1e)近似并列，然后部分插入(方向F)所述通道24'(圖1g)和，最終完全插入(圖1h)。由于凝膠23'的性質(zhì)，微電極4插入的徑向誤差可在插入期間或通過部分退出和重插入來糾正。其他裝置例如光纖可通過相同方法植入。

實施例8.植入和位置固定的微電極

對于長期使用，可將移植微電極30或其他設(shè)備的位置固定。該固定的原理示于圖2。電極體31置于所需位置時，偶聯(lián)元件3由彈性撓性聚合物的箝位固定器41保持，所述固定器安裝在鎖40中的通孔處，其在頭骨2的開口5處與之膠合。這種排列保護頭骨中的傷口免受感染。其他裝置可以對應(yīng)方法固定。

實施例9.與鄰近神經(jīng)細胞的移植相互作用的評估

為了評估組織中環(huán)繞移植電極的明膠的效果，比較移植的大鼠腦6周后的組織學(xué)反應(yīng)與移植的SU-8制成的平板(約7μm厚、140μm寬和2.5mm長)測試裝置，其包埋有薄層(5-10μm)明膠或未包埋。

手術(shù)程序所有動物相關(guān)程序根據(jù)當?shù)睾蛧H倫理直到進行，得到Lund和倫理委員會的允許，日志編號M258-11。所有移植(n移植＝16)在重量200-250g的磁性Sprague-Dawley大鼠(大鼠數(shù)量＝8，丹麥泰克尼克公司(Taconic,Denmark))中進行。動物用腹膜內(nèi)注射芬太尼(0.3mg/kg體重)和Domitor vet(鹽酸美托咪定，0.3mg/kg)麻醉并置于立體定向框架中用于手術(shù)。沿著頭骨的中央縫線進行皮膚縱切以暴露前囟點。形成約2mm直徑的開口，距前囟點尾部1.0mm和中線橫向2.3mm。用鑷子和注射器切開硬膜。為了便于操作和移植，測試裝置安裝在不銹鋼引導(dǎo)線(長約3mm，直徑50μm)上，使用蔗糖溶液作為粘合劑，然后用微操縱器移植入皮層至2.0mm深度。在大鼠(n＝8)大腦皮層中將包封測試裝置的明膠移植入一個半球并將未包封測試裝置移植入另一半球。用生理清洗皮質(zhì)表面溶解蔗糖后，將引導(dǎo)回縮并移除，用FujiChem硅橡膠填充頭骨的開口，連接植入物至頭骨。之后用外科釘閉合傷口。動物接受麻醉的解毒劑(Antisedan,鹽酸阿替美唑,0.5mg/kg b.w.)以及Temgesic(丁丙諾啡,50μg/kg b.w.)的皮下注射以減少術(shù)后疼痛。

6周后，用過量戊巴比妥腹膜內(nèi)注射(i.p)麻醉動物，并穿過賁門灌注150-200ml冰冷的0.1M磷酸鹽緩沖液(PB)，然后灌注0.1M PB中的4％多聚甲醛(PFA)。在4％PFA中對所述腦后固定過夜，然后在30％蔗糖中浸沒至少24小時以冷凍保存。然后用低位恒溫器(Microm HM560)對其進行30μm水平面連續(xù)切片。以無漂浮方式將所述切片保存于抗凍劑中。

用標準無漂浮免疫組化技術(shù)(Lind等2013)對星形膠質(zhì)細胞增殖、神經(jīng)細胞體和小膠質(zhì)細胞的募集進行評估。簡而言之，腦切片與一抗室溫反應(yīng)過夜。所用一抗為識別膠質(zhì)細胞原纖維酸性蛋白(GFAP,星形細胞骨架蛋白，1:5000,丹麥大科公司(Dako,Denmark))的兔多克隆抗體和識別CD68/ED1(由活性小膠質(zhì)細胞/巨噬細胞表達,1:100,美國賽羅泰克公司(Serotec,USA))或NeuN(神經(jīng)元細胞核上表達，1:100,美國Millipore公司)的鼠單克隆抗體。用PBS重復(fù)清洗后，進一步用小鼠IgG的Alexa488-偶聯(lián)抗體和兔IgG的Alexa594-偶聯(lián)抗體孵育腦切片(1:500,美國英杰公司(Invitrogen,USA))(室溫避光2小時)，并用PBS清洗。

安裝在尼康Eclipse 80i顯微鏡上的DS-Ri1數(shù)字相機(日本尼康器材公司(Nikon Instruments,Japan))用于組織學(xué)熒光成像分析。用NIS-Elements BR軟件3.2(NIS-elements,日本尼康器材公司)獲取圖像并分析。不同評估方法用于不同染色。對于神經(jīng)元NeuN染色進行手工計數(shù)，而對如前所述的膠質(zhì)標記物GFAP和ED1(Lind等,2013)則使用熒光強度測量。感興趣的區(qū)域(ROI)設(shè)在測試裝置所處位置的0-50μm(內(nèi)ROI)和50-200μm(外ROI)處。分析置于測試裝置中央部分鄰近處的腦切片，其對應(yīng)于皮層葉片4。為了分析神經(jīng)細胞存活率，還在設(shè)置于皮層的未處理區(qū)域中的相同ROI中對匹配的NeuN-陽性細胞進行計數(shù)，并作為對照。

使用Wilcoxon匹配對標記評分測試。P值<0.05被認為具有顯著性。用GraphPad Prism 5.02軟件進行分析(美國GraphPad軟件公司)。

顯著的星型膠質(zhì)細胞反應(yīng)以及顯著的小膠質(zhì)細胞響應(yīng)限制在移植的測試裝置的內(nèi)ROI中。相比未包封實驗組，包封在明膠中的測試裝置的小膠質(zhì)細胞(ED1)密度產(chǎn)生統(tǒng)計上顯著(p<0.05)的降低。相反，在包封和未包封測試裝置的星狀細胞密度之間沒有觀察到差異。在所有實驗組中，將內(nèi)和外ROI中的神經(jīng)元密度與未處理組織中的神經(jīng)密度比較。相比對應(yīng)對照(未處理的腦)，未包封測試裝置周圍發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元密度顯著降低(P<0.05)。相反，明膠包封測試裝置周圍的組織中的神經(jīng)元密度未減低。任何外ROI中的神經(jīng)元密度均為觀察到與對照相比的差異。結(jié)論是明膠包封顯著降低小膠質(zhì)細胞對移植測試裝置的響應(yīng)。此外，相鄰明膠包封移植物的神經(jīng)元密度沒有減少的趨勢，而未包封移植物的相鄰組織中神經(jīng)元數(shù)量顯著下降，表明明膠包封具有神經(jīng)保護性。

實施例10.本發(fā)明設(shè)備的第四實施方式，包含用于流體遠端注射的流體通路器件

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第四實施方式70具有近端70”、遠端70’和橫向圓柱面78示于圖7和7a。其為第三實施方式的改良，其中還以針71中的中央(軸A’-A’)軸向延伸通道75的形式包含流體通路器件。主要的圓柱通道75由置于針71的軸向膛中的撓性管73形成，所述管73的內(nèi)壁由高導(dǎo)電率金屬(例如銀或金)薄層74覆蓋。層74可用作電極但也可忽略。撓性管73優(yōu)選為透明聚合物材料例如丙烯酸鹽，并因此能導(dǎo)光和用作光纖。距離設(shè)備70的近端70”短距離處，撓性管73完全遠離中央軸A’-A’，從而從針71的橫向面78突出。干燥明膠層72覆蓋針71的橫向面78的部分，從前端70’向遠端70”附近延伸，但未覆蓋針71的遠端正面77并因此未覆蓋通道75的遠端開口。

通道75可用于注射從其遠端出現(xiàn)的流體材料。流體材料可為例如藥學(xué)活性劑的水溶液，所述藥學(xué)活性劑例如神經(jīng)遞質(zhì)(例如多巴胺或乙酰膽堿或組氨酸)。軸向通道75還可用作吸取流體材料，尤其是在從組織退出針71期間。流體材料還可包含營養(yǎng)物例如葡萄糖，并且可經(jīng)氧化以減少移植后的低血糖和缺血。

實施例11.本發(fā)明設(shè)備的第五實施方式，包含用于流體橫向注射的流體通路器件

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第四實施方式80具有近端80”、遠端80’和橫向圓柱面78示于圖8、8a、8b。其為第四實施方式的改良，其還以針81中的中央軸向設(shè)置(軸A**-A**)的延伸通道85的形式包含流體通路器件。主要的圓柱通道85由置于針81的軸向膛中的撓性管83形成，所述管83的內(nèi)壁由高導(dǎo)電率金屬(例如銀或金)薄層84覆蓋。層84可用作電極但也可忽略。撓性管83優(yōu)選為透明聚合物材料例如丙烯酸鹽，并因此能導(dǎo)光和用作光纖。距離設(shè)備80的近端80”短距離處，撓性管83完全遠離中央軸A**-A**，從而從針81的橫向面88突出。水含量為約2重量％的干燥明膠層82覆蓋針81，從近端80’向遠端80”延伸但未覆蓋含撓性管83的遠端開口的針81的遠端正面87。徑向延伸通道86從軸向通道85分支。其可用作在干燥明膠層82轉(zhuǎn)化為水性凝膠后注射從其橫向面出現(xiàn)的流體材料。該流體材料可為例如加速干燥明膠層82向水性凝膠轉(zhuǎn)化的試劑，但也可包括或還包括藥學(xué)活性劑例如神經(jīng)遞質(zhì)(例如多巴胺或乙酰膽堿或組氨酸)。

橫向通道86還可用作吸取流體材料，尤其是在從組織退出針81期間。軸向設(shè)置的通道85可在其遠端栓塞或開口，栓(未顯示)由永久材料或隨時間溶解或降解的材料組成，例如交聯(lián)明膠。缺少金屬層84的第五實施方式的變體也包括在本發(fā)明中，其為缺少撓性管83或其從遠端80’向近端方向延伸部分的變體；在該情況中，撓性管83倍高導(dǎo)電率的金屬管替代。徑向延伸通道86，例如設(shè)置在徑向平面(圖8b)中的四個通道86，從軸向設(shè)置的通道85延伸穿過撓性管83和金屬層84壁，但不穿過干燥明膠層82。徑向衍生通道86的外周末端部分可由水性流體中可溶的材料制成的栓87(圖8c)進行栓塞；這樣便于用明膠覆蓋針81以形成干燥明膠層82，從而避免堵塞徑向延伸通道86。

實施例12.包括減少摩擦層的本發(fā)明設(shè)備的第五實施方式的第一改良

圖9、9a、9b、9c所示的本發(fā)明設(shè)備的實施方式90對應(yīng)于圖8、8a、8b、8c所示的實施方式80，除了其在相同軸向延伸的干燥明膠層82’上還包含減少摩擦層89。參考編號81’和83’至88’所指特征與圖8、8a、8b、8c所示實施方式的特征81和83至88為相同類別。中央軸A+-A+對應(yīng)于圖8的中央軸A**-A**。參考編號90’和90”分別指示針81’的遠端和近端。截面B+-B+對應(yīng)于圖8的截面B-B。

實施例13.包括減少摩擦層的本發(fā)明設(shè)備的第五實施方式的第二改良

圖10所示的本發(fā)明設(shè)備的實施方式91對應(yīng)于圖8、8a、8b所示的實施方式80，除了其在干燥明膠層82’上還包含兩個相鄰層92、93，所述干燥明膠層與層92、93的總延伸具有相同的軸向延伸。

近端設(shè)置的層92包含防止從通道中出血的凝結(jié)劑，所述通道由將設(shè)備91插入神經(jīng)組織而形成，而遠端設(shè)置的層93是減少摩擦層，用以使插入針81”期間的組織損傷最小。參考編號82”、86”至88”所指特征與圖8、8a、8b所示實施方式的特征82和86至88為相同類別。中央軸A++-A++對應(yīng)于圖8的中央軸A**-A**。參考編號91’和91”分別指示針81’的遠端和近端。

實施例14.本發(fā)明設(shè)備的實施方式，其中所述針由一層或多層凝膠形成劑覆蓋

圖11、11a、11b、11c以主要方式顯示本發(fā)明設(shè)備100、100a、100b、100c，其中針101的圓柱面(除了從近端延伸短距離的部分)由一個或多個凝膠形成劑層在不同位置覆蓋。圖11所示的實施方式100中，針101由一層凝膠形成劑102覆蓋。在圖11a所示的實施方式100a中，針101由凝膠形成劑的內(nèi)層102覆蓋，其又由凝膠形成劑的外層103覆蓋。圖11b的實施方式100b中，針101由從其遠端向近端延伸約一半的第一層104覆蓋，并由鄰接所述第一層104的近端并從該處延伸至針101的近端附近的第二層102覆蓋。在圖11c所示的實施方式100c中，針101由兩個內(nèi)層102、104覆蓋，所述內(nèi)層以與圖11b實施方式的層的相同方式設(shè)置，所述內(nèi)層102、104繼而被外層103覆蓋。

實施例15.填充有一層或多層水性凝膠的本發(fā)明神經(jīng)組織中通道的實施方式

圖12、12a、12b、12c以主要方式顯示本發(fā)明神經(jīng)組織105中的通道，其填充有一層或多層水性凝膠102*、103*、104*，所述凝膠分別由圖11、11a、11b、11c中所示的本發(fā)明設(shè)備100、100a、100b、100c的針101上的相應(yīng)干燥凝膠形成劑層102、103、104通過與從神經(jīng)組織105滲出的水性體液接觸所形成。圖12的通道均勻填充有水性凝膠102*。圖12a的通道填充有中央凝膠圓柱體102*，其由鄰接通道的圓柱組織壁的管狀凝膠圓柱體103*環(huán)繞。從圖12b的圓柱通道的底部延伸至約其一半高度的部分填充有第一水性凝膠104*，所述通道的其余上部分填充有第二水性凝膠102*。圖12c的通道的中央圓柱部分在圖12b的相同位置填充有第一104*和第二102*水性凝膠，并由延伸覆蓋了層102*和104*的組合高度的水性凝膠管狀層103*環(huán)繞。通過采用凝膠形成劑的特性，可設(shè)計水性凝膠，例如具有所需粘度或生物降解抗性的水性凝膠。還可在干燥凝膠形成劑中納入非膠凝劑，例如藥學(xué)活性劑和營養(yǎng)物，從而產(chǎn)生含非膠凝劑的對應(yīng)水性凝膠。