«Надувной» имплантат спинного мозга может сделать обезболивающие широко доступными

blank

Ученые представили удивительный новый дизайн невероятно крошечного надувного имплантата спинного мозга, который подходит для лечения сильной хронической боли в спине, которая не поддается лечению.

Надувное электронное устройство является частью установки стимулятора спинного мозга (SCS), типа хорошо зарекомендовавшей себя терапии, которая подает слабые электрические токи к спинному мозгу человека через имплантированные электроды. Этот ток посылается небольшим имплантированным устройством-генератором импульсов, и все это снижает боль, потому что электрические импульсы помогают маскировать болевые сигналы, поступающие в мозг через спинной мозг.

Если все это звучит довольно агрессивно, это потому, что это так. Но это новое устройство, разработанное группой ученых из Кембриджского университета в Великобритании, могло бы помочь изменить это — с меньшими требованиями к инвазивной хирургии.

«Стимуляция спинного мозга — это крайняя мера для тех, чья боль стала настолько сильной, что не может заниматься повседневными делами», — говорит клинический нейробиолог Кембриджского университета Дамиано Бароне .

«Эффективное устройство, не требующее инвазивной хирургии, может принести облегчение многим людям».

Самый сложный аспект доступных в настоящее время устройств SCS — это та часть, где вам нужно вставить электроды в позвоночник человека, прокладывая их через твердую мозговую оболочку , волокнистый внешний слой, который окружает нервные клетки внутри.

Хотя эти электродные имплантаты крошечные — всего несколько миллиметров в диаметре — добраться до позвоночного столба через нашу кость, защитный позвонок — непростая задача. Чтобы имплантировать наиболее эффективные устройства, доступные в настоящее время (в форме крошечных лопастей), хирурги должны удалить небольшой кусок позвонка и продеть его через него.

В качестве альтернативы доступны устройства меньшего размера, которые можно вводить с помощью большой иглы, но они оказались менее эффективными при фактическом обезболивании, возможно, потому, что они имеют тенденцию контролировать меньшее количество электродов на меньшей площади.

Новое надувное устройство сочетает в себе лучшее из обоих миров. Гениально, что ее можно свернуть до диаметра всего 2 миллиметра, что позволяет помещать ее в стандартную полую иглу, лишь немного толще, чем те, которые обычно используются для эпидуральной анестезии.

Оказавшись на месте, устройство затем раскатывается в более эффективную форму лопасти, как крошечный надувной матрас толщиной до 60 микрометров, с небольшой струей воздуха или жидкости.Это умное приложение стало возможным благодаря тому, что исследовательская группа объединила в своей конструкции две парадигмы — гибкую электронику, которая позволяет устройству изменять свою форму после имплантации, и добавление микрофлюидных каналов для его надувания.

«Тонкопленочная электроника не нова, но наличие камер для жидкости — вот что делает наше устройство уникальным — это позволяет ему надуваться в форму лопасти, когда оно оказывается внутри пациента», — пояснил инженер Кристофер Проктор , также из Университета Кембриджа.

Команда протестировала свое устройство in vitro , используя модель позвоночника, чтобы увидеть, как электроды будут работать после всего этого перекатывания и надувания, и достигла отличных результатов. Затем они приступили к проверке конструкции с помощью операций по имплантации человеческих трупов, переданных в дар науке.

«За этим стояло намерение проверить основной режим работы устройства и проверить его механические возможности», — написала команда в своем исследовании .

В целом, исследователи полагают, что их конструкция — уже запатентованная отделом коммерциализации Кембриджского университета — может не только снизить потребность в инвазивной хирургии для оказания изменяющей жизнь терапии SCSдля людей, страдающих сильной болью, но и повысить доступность таких устройства для будущих приложений.

«Мы представляем устройство, которое могло бы покрыть гораздо большую площадь, сохраняя при этом небольшую площадь вставки, предлагая новую парадигму интерфейсов центральной нервной системы», — написали они .

Поделиться

Источник