Общ

Тези биоелектронни медицински устройства изчезват след излекуване на увредени нерви


Биоинженерите създадоха ново решение за лечение на увредени нерви, като изобретиха нов тип биоелектронно „лекарство“. Имплантируемото, биоразградимо безжично устройство ускорява процеса на заздравяване на някои от най-трудните наранявания в човешкото тяло.

Два екипа си сътрудничиха по проекта. Учените по материали и инженери от Северозапад работят в тясно сътрудничество с неврохирурзите от Вашингтонския университет върху устройството.

Резултатът е свръхтънко безжично устройство с размер на стотинка, което редовно доставя импулси от електричество към повредени нерви след операция. След две седмици мъничкото устройство естествено се абсорбира в тялото.

Изследването е публикувано в скорошно издание на списанието Природна медицина.

Създаване на изчезващо електронно устройство

Ключова полза от преследването на биоразградими електронни устройства е осигуряването на лечение директно в засегнатата област, като същевременно се намаляват последиците от традиционните, постоянни импланти.

„Тези инженерни системи осигуряват активна терапевтична функция в програмируем, дозиран формат и след това естествено изчезват в тялото, без следа“, казва Джон А. Роджърс от Northwestern, пионер в биоинтегрираните технологии и съ-старши автор на проучване. "Този подход към терапията позволява да се мисли за варианти, които надхвърлят лекарствата и химията."

Роджърс и неговият екип са прекарали последните осем години, специализирайки се в електрониката, особено биоразградимите устройства. Когато неврохирурзите от Вашингтонския университет се обърнаха към тях, Роджърс знаеше, че могат да излязат с иновативно решение.

„Знаем, че електрическата стимулация по време на операцията помага, но след като операцията приключи, прозорецът за интервенция е затворен“, каза съавторът Уилсън „Зак“ Рей, доцент по неврохирургия, биомедицинско инженерство и ортопедична хирургия в Вашингтонски университет. "С това устройство показахме, че електрическата стимулация, която се прави по график, може допълнително да подобри възстановяването на нервите."

Северозападният екип разработи гъвкаво устройство, способно да обгърне ранени групи нерви. Дистанционният предавател захранва устройството като подложка за зареждане на мобилен телефон, обясниха от екипа.

След това групата от Вашингтонския университет беше натоварена да тества устройствата в лабораторни настройки. Те използваха плъхове с ранени седалищни нерви (нервите, които изпращат сигнали нагоре и надолу по краката). В продължение на един час на ден устройствата даваха на плъховете електрическа стимулация. Изследването продължава 10 седмици и изследователите разделят плъховете в различна степен на лечение.

Невролозите откриха, че колкото повече дни електрическа стимулация получават плъховете, толкова по-бързо се възстановяват както в нервната, така и в мускулната сила. Също така не са установени неблагоприятни ефекти от поглъщането на устройството в плъховете.

„Преди да направим това проучване, не бяхме сигурни, че по-дългата стимулация ще има значение и сега, когато знаем, че го прави, можем да започнем да се опитваме да намерим идеалната времева рамка за максимално възстановяване“, каза Рей. "Ако бяхме доставяли електрическа стимулация за 12 дни, вместо за шест, щеше ли да има повече терапевтична полза? Може би. Разглеждаме това сега."

Нарастващо бъдеще на електронните устройства

Успехът с това устройство дава на двата екипа повече идеи за това как могат да приложат пробивните изследвания другаде. Следващите стъпки включват усилване на мощността на сигнала към устройството и удължаване на времето, през което устройството работи преди деградация.

"Ние проектираме устройствата да изчезнат", каза Роджърс. "Това понятие за преходни електронни устройства е тема, която интересува дълбоко в моята група в продължение на близо 10 години - голямо търсене в науката за материалите, в известен смисъл. Ние сме развълнувани, защото вече разполагаме с парчетата - материалите, устройствата , производствените подходи, системните инженерни концепции - за да се използват тези концепции по начини, които биха могли да имат отношение към големите предизвикателства в човешкото здраве. "

Изследователите се надяват един ден да проектират устройството, което да замени лечението на редица медицински състояния при хората. Благодарение на широката полезност на устройството, то може дори да се превърне във временен пейсмейкър или интерфейс на гръбначния мозък.


Гледай видеото: Meet Corliss Archer: Photo Contest. Rival Boyfriend. Babysitting Job (Юли 2021).