Cercetătorii de la Universitatea Northwestern au dezvoltat în premieră un dispozitiv care ar putea suna ca o ficțiune științifico-fantastică: un implant mic, moale, flexibil, care ameliorează durerea la cerere, fără a utiliza medicamente.
Acest dispozitiv biocompatibil, solubil în apă, ar putea fi o alternativă atât de necesară la opioide și alte medicamente, care creează dependență. Potrivit cercetătorilor, ar putea fi foarte valoros în special pentru pacienții care suferă intervenții chirurgicale de rutină sau amputații, grefe de nervi și care au nevoie cel mai adesea de medicamente postoperatorii. Chirurgii vor putea implanta dispozitivul în timpul procedurii pentru a „gestiona” durerea postoperatorie a pacientului.
“În calitate de ingineri, suntem motivați de ideea de a trata durerea fără medicamente – în moduri care pot fi pornite și oprite instantaneu, cu controlul utilizatorului asupra intensității ameliorării.”- a declarat John A. Rogers, cel care a condus proiectul de dezvoltare al dispozitivului.
Modul de funcționare
Deși noul dispozitiv sună ca un SF, folosește un concept simplu și comun, pe care toată lumea îl cunoaște: evaporarea. Similar cu modul în care transpirația evaporată răcește corpul, dispozitivul conține un lichid de răcire care este indus să se evapore în locația specifică a unui nerv senzorial.
“Pe măsură ce un nerv este răcit, semnalele care călătoresc prin el devin din ce în ce mai lente, în cele din urmă oprindu-se complet. Noi țintim în mod special nervii periferici, cei care conectează creierul și măduva spinării cu restul corpului. Aceștia sunt nervii care comunică stimulii senzoriali, inclusiv durerea. Oferind un efect de răcire nervilor vizați, putem modula eficient semnalele durerii într-o anumită regiune a corpului.” a spus co-autorul studiului, dr. Matthew MacEwan de la Washington University School of Medicine din St. Louis.
Pentru a induce efectul de răcire, dispozitivul conține canale microfluidice minuscule. Un canal conține lichid de răcire (perfluorpentan), care este deja aprobat clinic ca agent de contrast cu ultrasunete și pentru inhalatoarele sub presiune. Un al doilea canal conține azot uscat, un gaz inert. Când lichidul și gazul curg împreună, are loc o reacție care face ca lichidul să se evapore rapid. Simultan, un mic senzor integrat monitorizează temperatura nervului pentru a se asigura că nu devine prea rece, ceea ce ar putea cauza leziuni tisulare.
Puterea de precizie
Spre deosebire de noul dispozitiv, alte terapii de răcire și blocanți nervoși care au fost testate experimental au dovedit că au limitări. Anterior, cercetătorii au explorat crioterapiile, de exemplu, care sunt injectate cu un ac. Însă, în loc să vizeze nervii specifici, aceste abordări imprecise răcesc zone mari de țesut, ceea ce poate conduce la efecte nedorite, cum ar fi deteriorarea țesuturilor și inflamația.
În schimb, acest nou dispozitiv, în punctul său cel mai lat are doar 5 milimetri lățime. Un capăt este ondulat într-o manșetă care se înfășoară ușor în jurul unui singur nerv, scutind regiunile înconjurătoare de răcirea inutilă, care ar putea duce la efecte secundare.
Laboratorul Rogers a introdus conceptul de electronică tranzitorie încă din 2012, iar șase ani mai târziu, a inventat primul dispozitiv electronic bioresorbabil din lume – un implant biodegradabil care accelerează regenerarea nervilor. Apoi, în 2021, Rogers și colegii au introdus un stimulator cardiac tranzitoriu.
Toate componentele dispozitivelor sunt biocompatibile și se absorb în mod natural în biofluidele corpului de-a lungul zilelor sau săptămânilor, fără a necesita extracție chirurgicală. Sunt complet inofensive, similare cusăturilor absorbabile.
Acest studiul a fost publicat în numărul din luna iulie al revistei Science, unde este descris designul dispozitivului și se demonstrează eficacitatea acestuia la un model animal.
sursa foto si video: Northwestern University
Articol de Cristina Zarioiu
