Разработаны биоразлагаемые имплантаты для восстановления периферических нервов
Исследователи из Северо-Западного университета Чикаго и Медицинской школы Вашингтонского университета впервые разработали имплантируемое, биоразлагаемое, беспроводное устройство, ускоряющее регенерацию и заживление периферических нервов.
Устройство представляет собой тонкую гибкую пластинку, генерирующую слабый электрический импульс, размером с монету достоинством в одну копейку и толщиной в лист бумаги. При нахождении в теле продолжает работать около 2-х недель, до момента естественного растворения. Устройство не имеет собственного источника питания, а получает энергию дистанционно от внешнего датчика, работающего на принципе беспроводной зарядки мобильных телефонов.
Биоразлагаемый имплантат. Этапы разложения в физиологической жидкости, происходящие в течение 25 дней
Автомобильные аварии, спортивные травмы и даже слишком долгая работа за компьютером (набор текста) могут повредить периферические нервы, оставляя людей с онемением, покалыванием и слабостью в руках или ногах.
Для большинства людей с подобными травмами врачи предлагают физиотерапию. В тяжелых случаях может потребоваться хирургическое вмешательство. Стандартной практикой во время операция стало использование электрической стимуляции поврежденных нервов.
В отличие от нейронов головного и спинного мозга, периферические нервы, которые проходят через руки, ноги и торс, могут восстанавливаться после травмы. Электрическая стимуляция способствует высвобождению белков, стимулируя рост, повышая естественные способности нервных клеток и помогая им восстанавливаться быстрее.
«Мы знаем, что электрическая стимуляция во время операции помогает, но как только операция окончена, окно для вмешательства закрыто, — говорит один из авторов исследования Уилсон Рэй, профессор нейрохирургии, биомедицинской инженерии и ортопедической хирургии в Вашингтонском университете. — С помощью этого устройства мы показали, что электрическая стимуляция, предоставляемая на регулярной основе, может улучшить восстановление нервов».
Исследователи изучали крыс с поврежденными седалищными нервами. Были использованы четыре контрольные группы животных. Во время операции в мышечные ткани нижних конечностей были вживлены биоразлагаемые имплантаты. Первая группа получала электрическую стимуляцию в течение часа на протяжение одного дня, вторая группа на протяжение трёх дней, третья группа — шесть дней. Последняя четвёртая группа не получала электростимуляции. Затем учёные наблюдали за процессом восстановления в течение следующих 10 недель. Была установлена закономерность, что электрическая стимуляция способствовала регенерации периферических нервов, и чем дольше было воздействие, тем лучше были результаты.
Макет размещения устройства в мишенных тканях
«Перед началом исследования мы не были уверены, что продолжительная стимуляция изменит ситуацию, и теперь, на основе наблюдений мы можем начать искать идеальные временные рамки для максимального восстановления, — говорит Рэй. — Что будет, если электрическую стимуляцию проводить 12 дней вместо 6? Будет ли больше терапевтического эффекта? Сейчас это изучается».
Ученые предполагают, что такие технологии, называемые «биоэлектронной медициной», в один прекрасный день могут дополнить или заменить традиционные фармацевтические препараты. Новые инновационные устройства потенциально способны обеспечивать терапию и лечение в течение клинически значимого периода времени непосредственно в том месте, где это необходимо, тем самым уменьшая побочные эффекты или риски, связанные с обычными, постоянными имплантатами.
«Эти инженерные системы обеспечивают активную терапевтическую функцию в программируемом, дозированном формате, а затем естественным образом исчезают в организме без следа — говорит Джон Роджерс, автор технологии, профессор Северо-Западного университета Чикаго. — Этот подход к терапии позволяет думать о вариантах, выходящих за рамки медикаментозного лечения».
Устройство не является конечным продуктом, оно ещё не было испытано на людях и требует дальнейшего совершенствования технологии. Но учёные уже отмечают, что подобные инженерные устройства с изменёнными характеристиками могут иметь очень широкое применение, например, в качестве временного кардиостимулятора.
Источник: ScienceDaily