Toronto universiteto mokslininkai sukūrė lankstų, biologiškai skaidų elektrodą, galintį stimuliuoti nervų pirmtakų ląsteles (NPC) smegenyse – prietaisą, galintį atlikti tikslinę elektrinę stimuliaciją iki septynių dienų, kol jis natūraliai ištirpsta.
Panaudojus įgimtus organizmo atkūrimo mechanizmus, mokslininkų požiūris yra galimas žingsnis į priekį gydant neurologinius sutrikimus, kurie yra pagrindinė negalios priežastis visame pasaulyje. Nors neurologiniai sutrikimai dažnai sukelia negrįžtamą ląstelių nykimą, stimuliuojantys NPC – retos ląstelės, galinčios atkurti nervinį audinį – buvo daug žadančios, kai reikia išplėsti ribotas gydymo galimybes.
Tačiau esami metodai, tokie kaip transkranijinė nuolatinės srovės stimuliacija, nėra tikslūs ir gali pažeisti audinius. Kita vertus, U of T mokslininkų sukurtas elektrodas užtikrina tikslią, saugią ir laikiną stimuliaciją, nereikalaujant vėlesnių chirurginių intervencijų.
„Mūsų išvados rodo, kad šis elektrodas gali stimuliuoti nervų atstatymą kontroliuojamu ir laikinu būdu, o tai labai svarbu norint išvengti komplikacijų, susijusių su nuolatiniais implantais“, – sako mokslų daktaras Tianhao Chenas. biomedicinos inžinerijos studentas, kuris yra pagrindinis tyrimo autorius.
Tyrimas, paskelbtas neseniai paskelbtame numeryje Biomedžiagosvadovavo Taikomųjų mokslų ir inžinerijos fakulteto Medžiagų mokslo ir inžinerijos bei mechanikos ir pramonės inžinerijos katedrų profesorius Hani Naguib ir Temerty Medicinos fakulteto chirurgijos profesorius Cindi Morshead. į Biomedicininės inžinerijos institutą.
„Neuroninės pirmtakų ląstelės turi didelį potencialą atkurti pažeistą smegenų audinį, tačiau esami šių ląstelių aktyvavimo metodai gali būti invaziniai arba netikslūs“, – sako Morsheadas.
„Mūsų biologiškai skaidomas elektrodas yra sprendimas, derindamas veiksmingą stimuliaciją su sumažinta paciento rizika.”
Siekdama sukurti biologiškai skaidų nervinį zondą, komanda daugiausia dėmesio skyrė medžiagoms, kurios užtikrino ir biologinį suderinamumą, ir suderinamus skilimo greičius.
Poli(pieno-ko-glikolio) rūgštis (PLGA), lanksti medžiaga, patvirtinta JAV maisto ir vaistų administracijos, buvo pasirinkta substratui ir izoliaciniam sluoksniui dėl numatomo skaidymosi, pagrįsto monomerų santykiais ir minimaliu uždegiminiu poveikiu.
Molibdenas buvo pasirinktas pačiam elektrodui dėl jo patvarumo ir lėto tirpimo – abi savybės yra būtinos norint išlaikyti struktūros vientisumą numatytu savaitės stimuliacijos laikotarpiu.
Elektrodai buvo implantuoti į ikiklinikinius modelius ir parodė gebėjimą efektyviai stimuliuoti NPC, didinant jų skaičių ir aktyvumą, nesukeliant didelių audinių pažeidimo ar uždegimo. Šis bandymas užtikrino elektrodų saugumą ir veiksmingumą nervų atstatymo stimuliavimui per nustatytą laikotarpį.
„Mūsų planas yra toliau plėtoti šią technologiją, sukuriant daugiarūšius, biologiškai skaidomus elektrodus, kurie gali tiekti vaistus ir genų terapiją į sužalotas smegenis“, – sako Morsheadas.
„Turime įdomių duomenų, rodančių, kad smegenų kamieninių ląstelių aktyvinimas naudojant elektrinės stimuliacijos prietaisus pagerina funkcinius rezultatus ikiklinikiniame insulto modelyje.