fbpx

Създаден е първия безжичен имплант за непрекъсната доставка на лекарства и въздействие със светлина на клетките на мозъка

Изследователи от Южна Корея и САЩ са разработили мозъчен имплант, който може да се управлява с помощта на смартфон. Това е първото безжично устройство, способно в течение на дълги периоди от време да осигурява доставката на лекарства и въздействието със светлина с различни цветове. Статия с подробно описание на новата разработка е публикувано в списание Nature Biomedical Engineering.

В последно време много специалисти изучават потенциала на оптогенетиката. Нейната същност се състои в промяната „поведението” на определени клетки на мозъка с помощта на въздействието върху протеини, чувствителни към светлина. Тази методика може да се използва при лечение на нарушено зрение, хронически болки и даже за пренастройване на биологическия часовник на организма.

Но изследователите си поставили задача да създадат устройство, способно да лекува както чрез светлина, така и чрез лекарства.

Авторите на разработения имплант отбелязват, че досега за доставката на лекарства и светлина, въздействащи на определени области на мозъка, са се използвали твърди металически устройства и оптични влакна. Но това оборудване ограничава движението и може да повреди меките тъкани на мозъка. По тази причина такива методики не са подходящи както за продължителни изследвания,така и за продължително лекуване.

При използването на алтернативни устройства, такива като меки сонди и безжични платформи, се намалява вероятността за повреждане на тъканите и неблагоприятни реакции. Но така или иначе подобна апаратура все още е с достатъчно големи размери и не може да осигури продължително доставяне на лекарства, а настройването на работата и е достатъчно сложно от техническа гледна точка.Новото решение за имплант няма тези недостатъци.

По думите на авторите, отначало те трябвало да решат проблема с попълването на запасите с лекарства. За тази цел те създали система със сменяеми касети за препарати. Когато запасите с лекарството се изчерпят, може да се сложи нова касета за продължаване на лечението. Благодарение на това, невробиолозите ще могат да изучават процесите в едни и същи невронни вериги в продължение на няколко месеца.

На следващия етап касетите с лекарства били монтирани в мозъчен имплант, снабден с мека сонда. Сондата има дебелина на човешки косъм и се състои от микрофлуидни канали за доставка на лекарствата в целевите области, а също така миниатюрни, по-малки от зрънце сол, светодиоди.

Управлението се осъществява с помощта на приложение за смартфон, а предаването на сигнал се осигурява от Bluetooth – предавател с малко потребление на енергия.

смартфон управлява мозъчен имплант
Управление на мозъчен имплант, поставен ма мишка, посредством апликация на смартфон
Източник:KAIST

В сегашния си вид експерименталното устройство е предназначено за експерименти с мишки. Първите тестове вече са преминали. Системата работила в мозъка на гризача в продължение на четири седмици. За това време, специалистите проверили различните настройки за управление, контролирайки двигателната активност на мишките.

Проверката показала , че при бъдещите експерименти, изследователите ще могат с лекота да настройват всяка комбинация или точна последователност за доставка на лекарства и светлина, без необходимост от физическото присъствие на мишката в лабораторията.

Авторите съобщават, че са заинтересовани в по-нататъшното развитие на тази технология и възнамеряват да създадат мозъчен имплант за клинично използване.

Използвайки безжичните невронни устройства, учените също така ще могат да провеждат напълно автоматизирани изследвания на животни.

С помощта на тази технология, изследователите се надяват да изведат на ново по-високо ниво диагностиката на невродегенеративните заболявания и различните видове зависимости и депресии.

„Това ще ни позволи по-добре да анализираме основите на жизнената дейност на нервната система и това как специфични невромодулатори в мозъка оказват влияние на поведението. Ние също така възнамеряваме да използваме това устройство за комплексни фармакологични изследвания, които ще ни помогнат да разработим нови лекарствени средства за болка, зависимости и емоционални разстройства” – добавя съавтора в изследването Майкъл Брахас от Вашингтонския университет в Сиатъл.

Източник

Коментари

avatar
Inline