Tratamentul revoluţionar care poate înlocui medicamentele: dispozitivul dă impulsuri electrice, iar apoi este absorbit în corp

Cercetătorii americani au realizat un implant de mărimea unui bănuţ şi grosimea unei foi de hârtie care odată ataşat nervilor distruşi aflaţi în piciorul unui cobai asigură stimularea electrică care accelerează regenerarea şi recâştigarea controlului asupra membrului. După câteva zile, dispozitivul este absorbit în corp fără a avea efecte secundare.

Cercetătorii de la Universitatea Northwestern şi de la Universitatea de Medicină din Washington au elaborat primul exemplu de medicament bioelectronic: un dispozitiv wireless implantabil, biodegradabil care accelerează regenerarea nervului şi îmbunătăţeşte vindecarea unui nerv deteriorat, relatează Science Daily.

Colaboratorii - cercetători în materie de materiale, ingineri de la Northwestern şi neurochirurgi de la Universitatea Washington - au dezvoltat un dispozitiv care furnizează impulsuri regulate de energie electrică la nervii periferici deterioraţi ai unor şobolani după un proces de reparaţie chirurgicală, accelerând refacerea şi consolidarea nervilor picioarelor şi, la final, recuperarea forţei musculare şi controlul asupra acestora. Având mărimea unei monede şi grosimea unei foi de hârtie, dispozitivul fără fir funcţionează timp de aproximativ două săptămâni înainte de a se absorbi în mod natural în corp.

Oamenii de ştiinţă presupun că astfel de tehnologii ar putea într-o zi să completeze sau să înlocuiască tratamentele farmaceutice în cazul unei varietăţi de boli ale oamenilor. Acest tip de tehnologie, despre care cercetătorii se referă ca la un „medicament bioelectronic”, oferă tratament pe o perioadă de timp relevantă clinic şi direct la locul în care este necesar, reducând astfel efectele secundare sau riscurile asociate cu implanturile convenţionale, permanente.

Terapie fără medicamente

Aceste sisteme oferă o funcţie terapeutică activă într-un format programabil, dozate şi apoi dispar în mod natural în organism, fără a lăsa nicio urma”, a spus John A. Rogers, un pionier al tehnologiilor bio-integrate de la Northwestern, şi un co-autor al studiu. Această abordare permite existenţa unor opţiuni de tratament care merg dincolo de medicamente şi de intervenţia chimică.

Rogers este profesor de ştiinţe şi inginerie a materialelor, ingineria biomedicală şi chirurgia neurologică la Şcoala de Inginerie McCormick şi la Facultatea de Medicină a Universităţii Northwestern din Feinberg. Cercetarea va fi publicată în revista Nature Medicine.

Dispozitivul nu a fost testat încă la om, dar constatările cercetătorilor oferă promisiunea ca acesta va reprezenta o opţiune terapeutică viitoare pentru pacienţii cu leziuni nervoase. Pentru cazurile care necesită intervenţie chirurgicală, practica standard este de a administra o anumită stimulare electrică în timpul intervenţiei chirurgicale pentru a ajuta la recuperare. Dar până acum, medicii nu aveau niciun mijloc de a oferi în mod continuu acel impuls adăugat la diferite momente de timp pe parcursul procesului de recuperare şi vindecare.

Aplicaţii în recuperarea nervilor

„Ştim că stimularea electrică în timpul intervenţiei chirurgicale ajută, dar odată ce intervenţia chirurgicală este încheiată, fereastra de intervenţie este închisă”, a spus co-autorul Dr. Wilson Ray, profesor asociat de neurochirurgie, de inginerie biomedicala şi de chirurgie la Universitatea din Washington. „Cu acest dispozitiv, am arătat că stimularea electrică dată pe o bază programată poate îmbunătăţi şi mai mult recuperarea nervilor".

În ultimii opt ani, Rogers şi laboratorul său au dezvoltat o colecţie completă de materiale electronice, modele de dispozitive şi tehnici de fabricare a dispozitivelor biodegradabile, cu o gamă largă de opţiuni care oferă potenţialul de a răspunde unor nevoi medicale complexe. Când Ray şi colegii săi de la Universitatea din Washington au identificat necesitatea unor terapii bazate pe stimulare electrică pentru a accelera vindecarea rănilor, Rogers şi colegii săi de la Northwestern au început să lucreze pentru a răspunde nevoilor existente.

Ei au proiectat şi dezvoltat un dispozitiv subţire, flexibil, care se împachetează în jurul unui nerv rănit şi furnizează impulsuri electrice la anumite momente de timp pe parcursul mai multor zile înainte ca dispozitivul să se degradeze în organism, fără efecte nocive. Dispozitivul este alimentat şi controlat fără fir de un transmiţător din afara corpului care acţionează mult ca unui sistem de încărcare wireless pentru telefoane mobile. Rogers şi echipa sa au lucrat îndeaproape cu echipa Universităţii din Washington pe parcursul întregului proces de dezvoltare şi validare a dispozitivelor.

Experiment cu şobolani

Cercetătorii de la Universitatea Washington au studiat apoi dispozitivul bioelectronic la şobolani cu nervi sciatici răniţi. Acest nerv transmite semnale în susul şi în josul picioarelor şi controlează muşchii. Ei au folosit dispozitivul pentru a furniza o oră pe zi stimularea electrică la şobolani timp de una, trei sau şase zile şi apoi au monitorizat recuperarea lor în următoarele 10 săptămâni.

Ei au descoperit că oricare dintre variantele de stimulare electrică a dat rezultate mai bune decât varianta în care nervii nu au fost stimulaţi deloc. În plus, cu cât mai multe zile de stimulare electrică au primit şobolanii, cu atât mai rapid şi mai bine s-au recuperat semnalul nervos şi puterea musculară. Nu s-au găsit efecte biologice adverse cauzate de dispozitiv şi absorbţia acestuia în corp. „Înainte de a face acest studiu, nu eram siguri că o stimulare pe o perioadă mai lungă ar face diferenţa, dar acum că ştim că face şi putem să găsim momentul potrivit pentru a maximiza recuperarea”, a spus Ray.

„Dacă am fi dat o stimulare electrică timp de 12 zile în loc de şase, ar fi existat beneficii terapeutice mai mari? Poate. Acum verificăm această ipoteză”, spune cercetătorul. 

Impulsuri electrice timp de câteva săptămâni

Prin modificarea compoziţiei şi a grosimii materialelor din dispozitiv, Rogers şi colegii săi pot controla numărul exact de zile în care acestea funcţionează înainte de a fi absorbite în organism. Noile versiuni pot furniza impulsuri electrice de câteva săptămâni înainte de a se degrada. Abilitatea dispozitivului de a se degrada în organism ia locul unei a doua intervenţii chirurgicale necesare pentru a elimina un dispozitiv care nu este biodegradabil, eliminând astfel riscul suplimentar pentru pacient.

Studiul a arătat, de asemenea, că dispozitivul poate funcţiona ca un pacemaker temporar şi ca o interfaţă a măduvei spinării şi a altor zone de stimulare din întregul corp. Aceste constatări sugerează o utilitate largă, dincolo de sistemul nervos periferic.

Citeşte şi 

Cum ne pot îmbolnăvi grav caserolele cu mâncare. Ftalatul - pericolul neştiut din plastic, explicat de cercetători

Top 10 motive pentru care se moare în lume. Care este singura cauză din listă ce nu are legătură cu probleme de sănătate