Përmbledhje: Studiuesit zhvilluan pajisje novatore, fleksibël që mund të mbështjellin butësisht rreth fibrave nervore, duke transformuar potencialisht diagnozën dhe trajtimin e çrregullimeve neurologjike. Këto “pranga nervore” të vogla dhe fleksibël përdorin robotikë të butë dhe elektronikë fleksibël për t’u ndërlidhur me nervat periferikë pa shkaktuar dëme.
Të testuara me sukses te minjtë, këto pranga rregullojnë formën e tyre me tension minimal, duke eliminuar nevojën për qepje ose ngjitës kirurgjikale. Ky zbulim mund të çojë në trajtime më pak invazive për kushte si epilepsia, dhimbjet kronike dhe mund të përmirësojë kontrollin e gjymtyrëve protetike.
Autori:
- Materiale të Avancuara: Prangat nervore janë bërë nga polimere përcjellëse të përdorura në robotikën e butë, duke i lejuar ata të zgjerohen ose tkurren rreth fibrave nervore me vetëm disa qindra milivolt elektricitet.
- Aplikim jo invaziv: Prangat mund të rrotullohen në një gjilpërë dhe të injektohen pranë nervit të synuar, ku më pas ato rregullohen vetë për t’u mbështjellë rreth nervit, duke lehtësuar vendosjen minimalisht invazive.
- Potenciali i së ardhmes: Teknologjia mund të lejojë trajtime neurologjike shumë të synuara pa pasur nevojë për kirurgji të hapur dhe madje është parashikuar të lundrojë në zona të vështira për t’u arritur brenda trupit.
Burimi: Universiteti i Kembrixhit
Studiuesit kanë zhvilluar pajisje të vogla, fleksibël që mund të mbështillen rreth fibrave nervore individuale pa i dëmtuar ato.
Studiuesit, nga Universiteti i Kembrixhit, kombinuan teknikat e elektronikës fleksibël dhe robotikës së butë për të zhvilluar pajisjet, të cilat mund të përdoren për diagnostikimin dhe trajtimin e një sërë çrregullimesh, duke përfshirë epilepsinë dhe dhimbjen kronike, ose kontrollin e gjymtyrëve protetike.
Mjetet aktuale për ndërlidhjen me nervat periferikë – 43 çiftet e nervave motorikë dhe ndijor që lidhin trurin dhe palcën kurrizore – janë të vjetruara, të mëdha dhe mbartin një rrezik të lartë të dëmtimit të nervit. Megjithatë, “prangat” nervore robotike të zhvilluara nga ekipi i Kembrixhit janë mjaft të ndjeshme për të kapur ose mbështjellë rreth fibrave nervore delikate pa shkaktuar ndonjë dëm.
Testet e prangave nervore tek minjtë treguan se pajisjet kërkojnë vetëm tensione të vogla për të ndryshuar formën në mënyrë të kontrolluar, duke formuar një unazë vetë-mbyllëse rreth nervave pa pasur nevojë për qepje kirurgjikale ose ngjitëse.
Studiuesit thonë se kombinimi i aktivizuesve elektrikë të butë me neuroteknologjinë mund të jetë një përgjigje për monitorimin dhe trajtimin minimalisht invaziv për një sërë kushtesh neurologjike.
Rezultatet raportohen në ditar Materialet e Natyrës.
Implantet nervore elektrike mund të përdoren për të stimuluar ose bllokuar sinjalet në nervat e synuar. Për shembull, ato mund të ndihmojnë në lehtësimin e dhimbjes duke bllokuar sinjalet e dhimbjes, ose mund të përdoren për të rivendosur lëvizjen në gjymtyrët e paralizuara duke dërguar sinjale elektrike te nervat.
Monitorimi i nervave është gjithashtu procedurë standarde kirurgjikale kur operohet në zona të trupit që përmbajnë një përqendrim të lartë të fibrave nervore, si kudo afër palcës kurrizore.
Këto implante lejojnë akses të drejtpërdrejtë në fibrat nervore, por ato vijnë me rreziqe të caktuara. “Implantet nervore vijnë me një rrezik të lartë të dëmtimit të nervit,” tha profesori George Malliaras nga Departamenti i Inxhinierisë së Kembrixhit, i cili drejtoi kërkimin.
“Nervat janë të vegjël dhe shumë delikate, kështu që sa herë që vendosni diçka të madhe, si një elektrodë, në kontakt me to, ajo përfaqëson një rrezik për nervat.”
Prangat nervore që mbështillen rreth nervave janë implantet më pak invazive të disponueshme aktualisht, por pavarësisht kësaj ato janë ende shumë të mëdha, të ngurtë dhe të vështirë për t’u implantuar, duke kërkuar trajtim të konsiderueshëm dhe traumë të mundshme në nerv, tha bashkëautori Dr. Damiano Barone nga Departamenti i Neuroshkencave Klinike të Kembrixhit.
Studiuesit projektuan një lloj të ri prangash nervore të bërë nga polimere përcjellëse, të përdorura zakonisht në robotikën e butë. Prangat ultra të holla janë projektuar në dy shtresa të veçanta. Përdorimi i sasive të vogla të energjisë elektrike – vetëm disa qindra milivolt – bën që pajisjet të fryhen ose tkurren.
Prangat janë mjaft të vogla saqë mund të rrotullohen në një gjilpërë dhe të injektohen pranë nervit të synuar. Kur aktivizohen elektrikisht, prangat do të ndryshojnë formën e tyre për t’u mbështjellë rreth nervit, duke lejuar që aktiviteti nervor të monitorohet ose ndryshohet.
“Për të siguruar përdorimin e sigurt të këtyre pajisjeve brenda trupit, ne kemi arritur të reduktojmë tensionin e kërkuar për aktivizimin në vlera shumë të ulëta,” tha Dr. Chaoqun Dong, autori i parë i gazetës.
“Ajo që është edhe më domethënëse është se këto pranga mund të ndryshojnë formën në të dy drejtimet dhe të riprogramohen. Kjo do të thotë se kirurgët mund të rregullojnë sa fort përshtatet pajisja rreth një nervi derisa të marrin rezultatet më të mira për regjistrimin dhe stimulimin e nervit.”
Testet në minjtë treguan se prangat mund të vendoseshin me sukses pa kirurgji dhe ata formuan një lak vetë-mbyllës rreth nervit të synuar. Studiuesit po planifikojnë testime të mëtejshme të pajisjeve në modelet e kafshëve dhe shpresojnë të fillojnë testimin te njerëzit brenda disa viteve të ardhshme.
“Duke përdorur këtë qasje, ne mund të arrijmë nerva që janë të vështirë për t’u arritur përmes operacionit të hapur, siç janë nervat që kontrollojnë, dhimbjen, shikimin ose dëgjimin, por pa nevojën për të implantuar asgjë brenda trurit,” tha Barone. “Aftësia për të vendosur këto pranga në mënyrë që të mbështjellen rreth nervave e bën këtë një procedurë shumë më të lehtë për kirurgët dhe është më pak e rrezikshme për pacientët.”
“Aftësia për të bërë një implant që mund të ndryshojë formën përmes aktivizimit elektrik hap një sërë mundësish në të ardhmen për trajtime shumë të synuara,” tha Malliaras.
“Në të ardhmen, ne mund të jemi në gjendje të kemi implante që mund të lëvizin nëpër trup, apo edhe në tru – kjo ju bën të ëndërroni se si mund ta përdorim teknologjinë për të përfituar pacientët në të ardhmen.”
Rreth këtyre lajmeve të kërkimit neuroteknikë, robotikë dhe neurologji
Autori: Gjergj Malliaras
Burimi: Universiteti i Kembrixhit
Kontaktoni: George Malliaras – Universiteti i Kembrixhit
Imazhi: Imazhi është kredituar për Neuroscience News
Hulumtimi origjinal: Qasje e hapur.
“Mikroelektrodat e aktivizuara elektrokimikisht për ndërfaqet nervore periferike minimalisht invazive” nga George Malliaras et al. Materialet e Natyrës
Abstrakt
Mikroelektroda të aktivizuara elektrokimike për ndërfaqet nervore periferike minimalisht invazive
Vargjet elektrodike që ndërlidhen me nervat periferikë përdoren në diagnostikimin dhe trajtimin e çrregullimeve neurologjike; megjithatë, ato kërkojnë operacione komplekse të vendosjes që mbartin një rrezik të lartë të dëmtimit të nervit.
Këtu ne shfrytëzojmë përparimet e fundit në aktivizuesit e butë robotikë dhe elektronikë fleksibël për të zhvilluar pranga nervore shumë të përshtatshme që kombinojnë aktivizues të butë me bazë polimer përçues elektrokimik me mikroelektroda me rezistencë të ulët.
Të drejtuara me tensione të aplikuara deri në disa qindra milivolt, këto pranga lejojnë kapjen ose mbështjelljen aktive rreth nervave delikate. Ne e vërtetojmë këtë teknologji duke përdorur modele miu in vivo, duke treguar se prangat formojnë dhe ruajnë një ndërfaqe bioelektronike vetë-mbyllëse dhe të besueshme me nervin shiatik të minjve pa përdorimin e qepjeve ose ngjitësve kirurgjikale.
Ky integrim i pandërprerë i aktivizuesve elektrokimikë të butë me neuroteknologjinë ofron një rrugë drejt monitorimit intraoperativ minimal invaziv të aktivitetit nervor dhe ndërfaqeve bioelektronike me cilësi të lartë.