• Yulia Mi

Создан биоразлагаемый имплантат для электростимуляции нервных окончаний

Исследователи из Северо-Западного университета в США совместно с нейрохирургами из Вашингтонского Университета разработали первый образец биоэлектронной медицины: имплантируемый биодеградируемый беспроводной прибор, который ускоряет регенерацию нервных окончаний человека и улучшает процесс заживления поврежденного нерва. Это устройство передает электрические импульсы поврежденным после оперативного вмешательства нервам, ускоряя восстановление мускульной силы и управления. Устройство имеет размеры с 10-центовую монету и толщину меньше толщины одного листа бумаги.


Имплантат имеет весьма скромные размеры
Имплантат имеет весьма скромные размеры

Глобальной целью разработки ученых является снижение необходимой после оперативного вмешательства фармацевтической терапии. Ученые надеются, что технология внедрения биоэлектронных приборов в организм человека сможет дополнить или полностью заменить необходимость применения лекарственных терапевтических препаратов в клинический период времени. Преимуществом такой технологии является снижение побочных эффектов, поскольку устройство будет воздействовать только в той части организма, где это необходимо, и столько по времени, сколько это необходимо.


«Такие инженерные системы позволяют делать терапию программируемой, дозируемой и затем естественным образом исчезающей в теле человека без следа,» - говорит Джон Роджерс, соавтор работ по технологиям биоинтеграции из Северо-Западного университета.

Созданные учеными имплантаты однажды позволят обходится без антибиотиков и других химических препаратов.


Пока прибор не был протестирован на людях, но открытие обещает значительно улучшить терапию пациентов с повреждениями нервных окончаний. В случаях, когда необходимо амбулаторное лечение, стандартной практикой является электростимуляции в течение всего лечения с целью ускорения выздоровления. До настоящего времени было довольно трудно обеспечить воздействие во всех точках организма, где это необходимо, столь длительное время.


«Мы знаем, что электрическая стимуляция в течение амбулаторного лечения помогает, но по окончании лечения вмешательство заканчивается. С этим прибором мы покажем, что электрическая стимуляция на регулярной основе в значительной степени ускоряет процесс заживления и восстановления», - говорит соавтор работ профессор нейрохирургии доктор Уилсон Рэй.


За последние 8 лет Роджерс и его лаборатория подобрали полную коллекцию электронных материалов, дизайнов приборов и изобрели технику биодеградации устройств в широком диапазоне опций для решения различных медицинских задач. Когда Рэй и его коллеги из Вашингтонского университета занялись поиском методов улучшения электростимуляции пациентов, Роджерс и его коллеги оперативно включились в работу. Они разработали и создали тонкое, гибкое устройство, которое обволакивает поврежденный нерв и передает электрические импульсы в заданные интервалы времени до полной деградации устройства в организме. Прибор имеет удаленное питание и управление с помощью передатчика, располагаемого вне тела человека, который действует по принципу, схожему с принципом беспроводной зарядки телефона. Роджерс и его команда активно работали над развитием технологии и получили разрешение на проведение тестов над животными.


Затем ученые изучали возможности своих биоэлектронных устройств на крысах с поврежденными седалищными нервами. Эти нервные окончания передают сигналы нижним конечностям и контролируют их сухожилия и мышцы. Исследователи использовали прибор для воздействия в течение одного часа в день, длительностью 1 день, 3 дня и 6 дней. Затем сравнивали результаты между собой, отслеживая процесс восстановления в течение 10 недель. Ученые обнаружили, что любая электрическая стимуляция лучше, чем ее отсутствие, поскольку она позволила увеличить мускульную массу и силу. Вдобавок, чем большее количество дней подопытные получали электростимуляцию, тем быстрее восстанавливались нервные окончания. Никаких побочных эффектов от самого устройства обнаружено не было.

Сейчас ученые проводят эксперименты с целью обнаружения оптимального времени электростимуляции. Варьируя состав и толщину материалов устройства, Роджерс и его коллеги могут точно контролировать количество дней, в течение которых устройство будет функциональным до своей деградации.


Последние разработанные учеными модели устройства могут работать в течение нескольких недель.


Исследование было опубликовано 8 октября в журнале Nature Medicine. Ученые также продемонстрировали, что прибор можно использовать как временный кардиостимулятор и другие функциональные возможности прибора.


Авторы фото: Northwestern University


#электростимуляция #биоинженерия #имплантат #биоразлагаемый #новостимедицинскихтехнологий

Просмотров: 19Комментариев: 0

Недавние посты

Смотреть все