Мавр сделал своё дело…
Исследователи Северо-Западного университета и университета Вашингтона разработали первый в своем роде прототип имплантируемого биоразлагаемого электронного медицинского устройства. В экспериментах оно посылало электрические импульсы в поврежденные периферические нервы крыс после проведения восстановительной хирургической операции. Это ускоряло процесс регенерации нервов и улучшало окончательный результат восстановления мышечной силы и управления мышцами. Размер беспроводного устройства, способного функционировать в организме до двух недель, а впоследствии разлагающегося и абсорбирующегося организмом, сопоставим с размером десятицентовой монеты, а его толщина – с толщиной листа бумаги.
Специалисты предполагают, что биоразлагаемые электронные медицинские устройства со временем позволят повысить эффективность фармацевтических методов лечения или даже заменить их. По словам одного из руководителей работы, профессора Джона Роджерса (John A. Rogers) из Северо-Западного университета, такие системы обеспечивают активную терапевтическую функцию в программируемом дозированном формате, после чего разлагаются и исчезают без следа. При этом воздействие оказывается прицельно, то есть исключительно в том месте организма, где это необходимо, что снижает вероятность развития нежелательных побочных эффектов и другие риски, ассоциированные с применением традиционных постоянных имплантатов.
На протяжении последних 8 лет профессор Роджерс и его коллеги разработали целый спектр электронных материалов, конструкций и технологий производства биоразлагаемых устройств с широким диапазоном возможностей, потенциально способных решить ряд проблем современной медицины.
В своей последней работе они объединили усилия с группой адъюнкт-профессора Уильсона «Зака» Рэя (Wilson "Zack" Ray) из университета Вашингтона, которых волновал вопрос возможности продления электрической стимуляции, ускоряющей процесс заживления, в частности, восстановления поврежденных нервов. До сих пор этот метод применялся только во время операции, что ограничивало его терапевтический потенциал.
Результатом работы стало тонкое гибкое устройство, оборачиваемое вокруг поврежденного нерва и генерирующее электрические импульсы в заданные моменты времени на протяжении нескольких дней, после чего оно разлагается без вреда для организма. Устройство питается и управляется на расстоянии с помощью внешнего передающего устройства, а его полная деградация исключает необходимость проведения повторного хирургического вмешательства, тем самым снижая риски для здоровья пациента.
Хирурги из университета Вашингтона протестировали его на крысах с повреждениями седалищного нерва. Этот нерв осуществляет передачу нервных импульсов вдоль ноги и управляет функционированием подколенных сухожилий, а также голеней и ступней. В рамках эксперимента устройство обеспечивало электростимуляцию в течение одного часа в день на протяжении одного, трех или шести дней, либо не обеспечивало стимуляции вообще (в группе контроля). Эффективность процесса восстановления повреждений оценивали на протяжении последующих 10 недель.
Наблюдения показали, что в каждом из вариантов электростимуляция оказывала положительное влияние, способствуя восстановлению мышечной массы и силы. Причем чем больше сеансов электростимуляции получали животные, тем быстрее и более основательно восстанавливались функции нервов и мышечной ткани. Помимо этого не было выявлено никаких нежелательных биологических эффектов от присутствия устройства в организме и его последующего разложения и абсорбции.
Изменение состава и толщины материалов, из которых изготовлено устройство, позволило авторам регулировать точное количество дней, на протяжении которых оно сохраняет свою функциональность. Новые версии позволяют осуществлять электростимуляцию на протяжении нескольких недель до деградации устройства.
Результаты проведенной авторами работы свидетельствуют о том, что биоразлагаемые устройства можно использовать в качестве временных водителей сердечного ритма, интерфейса для воздействия на спинной мозг, а также другие реагирующие на электростимуляцию органы.
Статья Jahyun Koo et al. Wireless bioresorbable electronic system enables sustained nonpharmacological neuroregenerative therapy опубликована в журнале Nature Medicine.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Northwestern University: Researchers demonstrate first example of a bioresorbable electronic medicine.