Naučnici napravili biorazgradivi implantat koji ciljano ublažava bol

02.07.2022. | 08:25

Biokompatibilan uređaj rastvorljiv u vodi koji su konstruisali istraživači sa Univerziteta Nortvestern, osim što ciljano otklanja bol, trebalo bi da bude alternativa analgeticima i drugim lijekovima protiv bolova koji izazivaju zavisnost.

Istraživači sa Univerziteta Nortvestern izradili su uređaj koji zvuči kao naučna fantastika – mali, mekan, fleksibilni implantat, prvi takve vrste koji se koristi za ciljano otklanjanje bolova, bez potrebe za upotrebom farmakoloških preparata i sam se razgrađuje.

Prema istraživačima, uređaj bi mogao biti veoma dragocjen za pacijente koji se podvrgavaju hirurškim intervencijama ili amputaciji poslije čega je neminovna upotreba analgetika. Hirurzi bi prilikom operacije mogli da implantiraju uređaj kako bi „upravljali“ postoperativnim bolom pacijenata.

U studiji koju su naučnici objavili u julskom izdanju časopisa Sajens opisan je dizajn uređaja i objašnjena njegova efikasnost na životinjskom modelu.

Uređaj koristi jednostavan mehanizam.

„Iako su pojedini lijekovi izuzetno efikasni, oni takođe izazivaju veliku zavisnost”, napominje Džon A. Rodžers iz Nortvesterna, koji je rukovodio timom koji je patentirao ovaj uređaj. „Kao inženjeri, motivisani smo idejom da liječimo bol bez lijekova – na način da se mogu uključiti i isključiti po potrebi, uz kontrolu nad intenzitetom olakšanja. Naš implantat, kako pokazuju ispitivanja na životinjskim modelima, da se ovaj efekat može proizvesti na programabilan način, direktno i lokalno na ciljane nerve, čak i one duboko u okolnim mekim tkivima“, objašnjava Rodžers.

Pa, kako to funkcioniše?

Implantat koristi jednostavan koncept – isparavanje. Sadrži tečno rashladno sredstvo koje se podstiče da isparava na određenoj lokaciji senzornog nerva.

Uređaj funkcioniše tako što se nježno obavija oko nerava, kako bi pružio precizno i ciljano hlađenje. Ovo umrtvljuje nerve i blokira signale bola u mozgu. Eksterna pumpa pomaže korisniku da daljinski aktivira uređaj i kontroliše njegov intenzitet. Kada uređaj više nije potreban, on se prirodno razgradi i apsorbuje u tijelu – „bez potrebe za hirurškim otklanjanjem“.

Debljine lista papira, mek, elastični uređaj za hlađenje nerava je idealan za liječenje osjetljivih nerava.

Koautor studije dr Metju Mekjuan sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Vašington u Sent Luisu rekao je da kako nervi postaju hladniji, signali koji putuju kroz njih postaju sporiji – na kraju potpuno prestaju.

„Mi posebno ciljamo na periferne nerve, koji povezuju vaš mozak i kičmenu moždinu sa ostatkom vašeg tijela. To su nervi koji prenose senzorne stimuluse, uključujući bol. Hlađenjem samo jednog ili dva ciljana nerva, možemo efikasno da preoblikujemo signale bola u određenom dijelu tijela“, rekao je on.

Implantat ima integrisan senzor za praćenje temperature nerva

Uređaj sadrži male mikrofluidne kanale za izazivanje efekta hlađenja. Dok jedan kanal sadrži tečno rashladno sredstvo perfluorpentan (koji je već klinički odobren), drugi kanal sadrži suvi azot. Kada tečnost i gas teku u zajedničku komoru, dešava se reakcija koja uzrokuje da tečnost odmah ispari. Istovremeno, mali integrisani senzor prati temperaturu nerva kako bi se osiguralo da se ne zaledi, što bi moglo da oštetiti tkivo.

„Praćenjem temperature na nervu, brzine protoka se mogu automatski podesiti kako bi se postavila tačka koja blokira bol na reverzibilan, bezbjedan način. Rad koji je u toku nastoji da definiše kompletan set vremenskih i temperaturnih pragova ispod kojih proces ostaje potpuno reverzibilan“, rekao je Rodžers.

Ranije terapije hlađenja i blokatori nerava imaju ograničenja koja novi uređaj prevazilazi. Krioterapije, na primjer, zahvataju velike površine tkiva, što može dovesti do neželjenih efekata. U ovom slučaju, radi se o malom uređaju širokom samo pet milimetara koji precizno cilja samo pogođene nerve i štedi okolno područje od nepotrebnog hlađenja.

„Ne želimo da ohladimo i druge nerve ili tkiva koja nisu povezana sa nervom koji prenosi bolne stimuluse“, naglašava Mekevan. „Želimo da blokiramo signale bola, a ne nerve koji kontrolišu motornu funkciju i omogućavaju vam da koristite ruku, na primjer“.

Sve komponente uređaja prirodno se apsorbuju u biofluide tijela tokom nekoliko dana ili nedjelja, bez potrebe za hirurškom ekstrakcijom.