Учёные создали имплантат для снятия сильных болей

Новое устройство может стать альтернативой опиоидным анальгетикам, которые часто прописывают для облегчения состояния при онкологии и постампутационном восстановлении. Обезболивание, вызывающее зависимость, уходит в прошлое.

Имплант, который снимает боль без использования лекарств

Группа учёных из Университета Нортуэстерн разработала небольшой, мягкий и гибкий болеутоляющий имплантат - первое в своём роде устройство, мягко обволакивающее нервы. Оно обеспечивает онемение нервов за счёт их охлаждения, препятствуя поступлению болевых сигналов в головной мозг.

Особая ценность изобретения для пациентов, особенно с показаниями к ампутации конечностей, заключается в возможности имплантировать устройство прямо во время операции. Внешний насос позволит пользователю дистанционно активировать устройство, а затем увеличивать или уменьшать интенсивность его работы по мере надобности.

Джон Роджерс, автор исследования, профессор в области биомедицинской инженерии и нейрохирургии

Исследование опубликовано в номере журнала Science за 1 июля. Руководитель исследования, директор Института биоэлектроники Куэрри Симпсона (QSIB) Джон Роджерс дал исчерпывающие комментарии о целях и задачах исследования.

«Хоть опиоиды весьма эффективны, но они вызывают зависимость. Как инженеры, мы движимы идеей лечения боли без лекарств — способами, которыми можно активировать и деактивировать мгновенно, с пользовательским контролем интенсивности. Описанная здесь технология задействует механизмы, схожие с теми, что снижают чувствительность пальцев к холоду. Наш имплантат вызывает тот же эффект программируемым образом, напрямую и локализовано, даже если нужные нам нервы находятся в толще мягких тканей».

Это может звучать как научная фантастика, однако в действительности вся инновационная технология построена на всем давно известном процессе испарения жидкости. Устройство содержит два микрожидкостных канала: по первому подается жидкий хладагент, а по второму - сухой азот. Когда они соединяются в нужном месте, жидкость испаряется и охлаждает чувствительный нерв так же, как испаряющийся пот охлаждает тело.

Надёжность и безопасность

В качестве хладагента используется перфторпентан, который клинически одобрен в качестве ультразвукового контрастного вещества (УКВ). УКВ являются чистыми внутрисосудистыми индикаторами с отличным профилем безопасности, как и все ультразвуковые исследования.

Крошечный встроенный датчик имплантата контролирует продолжительность и температуру охлаждения, не допуская переохлаждения нерва. В самом широком месте крошечное устройство имеет ширину всего 5 миллиметров и точно воздействует только на поражённый нерв. Другие экспериментальные охлаждающие терапии и блокады (например, криоанальгезия) охлаждают большие участки ткани, что может привести к их повреждению.

Соавтор исследования доктор Мэтью Макьюэн из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе объясняет, почему это так важно:

«Мы хотим блокировать болевые сигналы, а не нервы, которые контролируют двигательную функцию и позволяют вам, например, использовать руку».

Мягкое эластичное устройство толщиной с лист бумаги легко гнётся, скручивается, сжимается и растягивается, подстраиваясь под естественную моторику.

Не требует извлечения

Извлекать имплантат после использования не понадобится: устройство биоразлагаемое и естественным образом растворится в биологических жидкостях организма. Все компоненты устройств биосовместимы и абсолютно безвредны — они аналогичны рассасывающимся швам.

Новая технология является третьим примером биорезорбируемых электронных устройств, разработанных в лаборатории Роджерсом.

Первое в мире биорезорбируемое электронное устройство Роджерс, Макьюэн и их коллеги продемонстрировали еще в 2018 году — это был биоразлагаемый имплантат, ускоряющий регенерацию нервов. Вторым, представленным в 2021 году, устройством стал транзиентный кардиостимулятор – беспроводной, без батарейки, полностью имплантируемый и испаряющийся после того, как в нем больше нет надобности.

Имплантированный биорезорбируемый кардиостимулятор

Соответствующие исследования опубликованы в ведущих научных журналах Science, Nature Medicine и Nature Biotechnology.

Лечение болей в Санкт-Петербурге

Медицинский центр «Традиции» внимательно следит за развитием медицинской науки и медицинских практик, уделяя особое внимание переподготовке и повышению квалификации наших специалистов. В рядах врачей нашего медцентра трудится невролог Леонов Сергей Владимирович, специализирующийся на лечении болей.

Записаться к доктору можно по телефонам: +7 (812) 323-07-49 и +7 921 932-14-79