Имплантируемое оптоволокно используют для блокирования и исследования боли

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали мягкое гидрогелевое оптическое волокно. Оно стимулирует с помощью света периферические нервы и может помочь исследователям в выявлении причин и лечении болей, связанных с работой периферических нервов.

В качестве основы для создания волокон исследователи использовали гидрогель — эластичную, биосовместимую смесь полимеров и воды. Соотношение материалов инженеры настроили так, чтобы создать крошечные наноразмерные кристаллы полимеров, разбросанные по раствору, похожему на желе. Готовое волокно получилось мягким, эластичным и прозрачным.

Волокно состоит из двух слоев — сердцевины и внешней оболочки. Инженеры смешали растворы каждого слоя, чтобы создать определенное расположение кристаллов. Такое расположение обеспечивало каждому слою определенный коэффициент преломления, а вместе эти слои предотвращали утечку или рассеяние любого света, проходящего через волокно.

Исследователи протестировали оптические волокна на мышах, чьи нервы были генетически модифицированы. После генетического редактирования синий свет возбуждал нервную активность, а желтый — подавлял их активность.

Ученые обнаружили, что даже с имплантированным волокном мыши могли свободно бегать по колесу. После двух месяцев упражнений, составивших около 30 000 циклов, волокно осталось прочным, устойчивым к усталости и эффективно передавало свет.

Новые волокна — экспериментальный инструмент для изучения причин и потенциальных методов лечения заболеваний периферических нервов на животных моделях. Боль в периферических нервах возникает при повреждении нервов, что приводит к покалыванию, онемению и боли в пораженных конечностях. Активируя и блокируя работу нервов, исследователи надеются улучшить диагностику причин боли и ее лечения у людей.