Përmbledhje: Studiuesit zhvilluan një pajisje elektronike novatore që mbështillet rreth palcës kurrizore, duke ofruar një metodë të re për trajtimin e lëndimeve të shtyllës kurrizore pa pasur nevojë për kirurgji në tru. Kjo pajisje mund të regjistrojë dhe stimulojë sinjalet nervore në të gjithë palcën kurrizore, duke ofruar një pamje të plotë 360 gradë të aktivitetit të shtyllës kurrizore.
Në testet mbi modelet e kafshëve dhe kufomat njerëzore, ai demonstroi aftësinë për të stimuluar lëvizjen e gjymtyrëve dhe për të anashkaluar zonat e dëmtuara të palcës kurrizore. Kjo teknologji inovative, e cila shmang rreziqet e larta që lidhen me metodat tradicionale të implanteve, premton gjithashtu përmirësimin e monitorimit kirurgjik dhe të kuptuarit e kushteve të shtyllës kurrizore.
Faktet kryesore:
- Pajisja siguron një hartë të plotë 360 gradë të aktivitetit të palcës kurrizore, ndryshe nga metodat tradicionale që kapin rajone të kufizuara të shtyllës kurrizore.
- Ai ka stimuluar me sukses lëvizjen e gjymtyrëve në testet e kafshëve dhe është treguar të jetë i zbatueshëm në modelet njerëzore.
- Teknologjia shmang operacionin në tru dhe depërtimin e drejtpërdrejtë të palcës kurrizore, duke reduktuar rrezikun e lëndimeve të mëtejshme.
Burimi: Universiteti i Kembrixhit
Një pajisje e vogël, fleksibël elektronike që mbështillet rreth palcës kurrizore mund të përfaqësojë një qasje të re për trajtimin e dëmtimeve të shtyllës kurrizore, të cilat mund të shkaktojnë paaftësi të thellë dhe paralizë.
Një ekip inxhinierësh, neuroshkencëtarësh dhe kirurgësh nga Universiteti i Kembrixhit zhvilluan pajisjet dhe i përdorën ato për të regjistruar sinjalet nervore që shkonin përpara dhe me radhë midis trurit dhe palcës kurrizore.
Ndryshe nga qasjet aktuale, pajisjet e Kembrixhit mund të regjistrojnë informacion 360 gradë, duke dhënë një pamje të plotë të aktivitetit të palcës kurrizore.
Testet në modelet e kafshëve të gjalla dhe kufomave njerëzore treguan se pajisjet mund të stimulojnë gjithashtu lëvizjen e gjymtyrëve dhe të anashkalojnë dëmtimet e plota të palcës kurrizore ku komunikimi midis trurit dhe palcës kurrizore ishte ndërprerë plotësisht.
Shumica e qasjeve aktuale për trajtimin e lëndimeve të shtyllës kurrizore përfshijnë shpimin e palcës kurrizore me elektroda dhe vendosjen e implanteve në tru, të cilat janë të dyja operacione me rrezik të lartë.
Pajisjet e zhvilluara në Kembrixh mund të çojnë në trajtime për dëmtimet e shtyllës kurrizore pa nevojën për kirurgji të trurit, gjë që do të ishte shumë më e sigurt për pacientët.
Ndërsa trajtime të tilla janë ende të paktën disa vite larg, studiuesit thonë se pajisjet mund të jenë të dobishme në një afat të shkurtër për monitorimin e aktivitetit të palcës kurrizore gjatë operacionit.
Kuptimi më i mirë i palcës kurrizore, i cili është i vështirë për t’u studiuar, mund të çojë në trajtime të përmirësuara për një sërë kushtesh, duke përfshirë dhimbjen kronike, inflamacionin dhe hipertensionin.
Rezultatet raportohen në ditar Përparimet e shkencës.
“Pardca kurrizore është si një autostradë, duke bartur informacion në formën e impulseve nervore drejt dhe nga truri,” tha profesori George Malliaras nga Departamenti i Inxhinierisë, i cili bashkë-drejtoi kërkimin.
“Dëmtimi i palcës kurrizore shkakton që trafiku të ndërpritet, duke rezultuar në paaftësi të thellë, duke përfshirë humbje të pakthyeshme të funksioneve shqisore dhe motorike.”
Aftësia për të monitoruar sinjalet që shkojnë në dhe nga palca kurrizore mund të ndihmojë në mënyrë dramatike në zhvillimin e trajtimeve për dëmtimet e shtyllës kurrizore dhe gjithashtu mund të jetë e dobishme në një afat më të afërt për monitorim më të mirë të palcës kurrizore gjatë operacionit.
“Shumica e teknologjive për monitorimin ose stimulimin e palcës kurrizore ndërveprojnë vetëm me neuronet motorike përgjatë pjesës së pasme ose dorsal të palcës kurrizore,” tha Dr Damiano Barone nga Departamenti i Neuroshkencave Klinike, i cili bashkë-drejtoi hulumtimin.
“Këto qasje mund të arrijnë vetëm midis 20 dhe 30 për qind të shtyllës kurrizore, kështu që ju po merrni një pamje jo të plotë.”
Duke marrë frymëzimin e tyre nga mikroelektronika, studiuesit zhvilluan një mënyrë për të marrë informacion nga e gjithë shtylla kurrizore, duke mbështjellë implante shumë të hollë dhe me rezolucion të lartë rreth perimetrit të palcës kurrizore.
Kjo është hera e parë që regjistrimi i sigurt 360 gradë i palcës kurrizore ka qenë i mundur – qasjet e mëparshme për monitorimin 360 gradë përdorin elektroda që shpojnë shtyllën kurrizore, gjë që mund të shkaktojë dëmtim të shtyllës kurrizore.
Pajisjet biokompatibile të zhvilluara nga Kembrixhi – vetëm disa të miliontat e një metri të trasha – janë bërë duke përdorur fotolitografi të avancuar dhe teknika të depozitimit të filmit të hollë dhe kërkojnë fuqi minimale për të funksionuar.
Pajisjet përgjojnë sinjalet që udhëtojnë në aksonet, ose fibrat nervore, të palcës kurrizore, duke lejuar që sinjalet të regjistrohen. Hollësia e pajisjeve do të thotë se ato mund të regjistrojnë sinjalet pa shkaktuar ndonjë dëmtim të nervave, pasi ato nuk depërtojnë në vetë palcën kurrizore.
“Ishte një proces i vështirë, sepse ne nuk i kemi bërë më parë implantet kurrizore në këtë mënyrë dhe nuk ishte e qartë se mund t’i vendosnim me siguri dhe me sukses rreth shtyllës kurrizore,” tha Malliaras.
“Por për shkak të përparimeve të fundit si në inxhinieri ashtu edhe në neurokirurgji, planetët janë rreshtuar dhe ne kemi bërë përparim të madh në këtë fushë të rëndësishme.”
Pajisjet u implantuan duke përdorur një përshtatje për procedurën rutinë kirurgjikale, në mënyrë që ato të mund të rrëshqiteshin nën palcën kurrizore pa e dëmtuar atë. Në testet duke përdorur modele miu, studiuesit përdorën me sukses pajisjet për të stimuluar lëvizjen e gjymtyrëve.
Pajisjet treguan latente shumë të ulët – domethënë, koha e reagimit të tyre ishte afër lëvizjes refleksive të njeriut. Testet e mëtejshme në modelet e kufomave njerëzore treguan se pajisjet mund të vendosen me sukses te njerëzit.
Studiuesit thonë se qasja e tyre mund të ndryshojë mënyrën se si trajtohen lëndimet e shtyllës kurrizore në të ardhmen. Përpjekjet aktuale për të trajtuar dëmtimet e shtyllës kurrizore përfshijnë implantet e trurit dhe të shtyllës kurrizore, por studiuesit e Kembrixhit thonë se implantet e trurit mund të mos jenë të nevojshme.
“Nëse dikush ka një dëmtim të shtyllës kurrizore, truri i tij është mirë, por është lidhja që është ndërprerë”, tha Barone.
“Si kirurg, ju dëshironi të shkoni atje ku është problemi, kështu që shtimi i operacionit të trurit në krye të operacionit të shtyllës kurrizore thjesht rrit rrezikun për pacientin. Ne mund të mbledhim të gjithë informacionin që na nevojitet nga palca kurrizore në një mënyrë shumë më pak invazive, kështu që kjo do të ishte një qasje shumë më e sigurt për trajtimin e dëmtimeve të shtyllës kurrizore.
Ndërsa trajtimi për dëmtimet e shtyllës kurrizore është ende vite larg, në një afat më të afërt, pajisjet mund të jenë të dobishme për studiuesit dhe kirurgët për të mësuar më shumë rreth kësaj pjese jetike, por të nënstudiuar, të anatomisë njerëzore në një mënyrë jo invazive. Studiuesit e Kembrixhit aktualisht po planifikojnë të përdorin pajisjet për të monitoruar aktivitetin nervor në palcën kurrizore gjatë operacionit.
“Është pothuajse e pamundur të studiohet i gjithë palca kurrizore drejtpërdrejt te një njeri, sepse është kaq delikate dhe komplekse,” tha Barone. “
Monitorimi gjatë operacionit do të na ndihmojë të kuptojmë më mirë palcën kurrizore pa e dëmtuar atë, gjë që do të na ndihmojë të zhvillojmë terapi më të mira për kushte si dhimbja kronike, hipertensioni ose inflamacioni. Kjo qasje tregon një potencial të madh për të ndihmuar pacientët.”
Financimi: Hulumtimi u mbështet pjesërisht nga Kolegji Mbretëror i Kirurgëve, Akademia e Shkencave Mjekësore, Edukimi Shëndetësor Angli, Instituti Kombëtar për Kërkimet Shëndetësore dhe Këshilli i Kërkimeve Inxhinierike dhe Shkencave Fizike (EPSRC), pjesë e Kërkimit dhe Inovacionit në Mbretërinë e Bashkuar (UKRI). ).
Rreth këtij dëmtimi të shtyllës kurrizore dhe lajmeve të kërkimit neuroteknikë
Autori: Sarah Collins
Burimi: Universiteti i Kembrixhit
Kontaktoni: Sarah Collins – Universiteti i Kembrixhit
Imazhi: Imazhi është kredituar për Neuroscience News
Hulumtimi origjinal: Qasje e hapur.
“Bioelektronikë rrethore fleksibël për të mundësuar regjistrimin dhe stimulimin 360 gradë të palcës kurrizore” nga George Malliaras et al. Përparimet e shkencës
Abstrakt
Bioelektronikë rrethore fleksibël për të mundësuar regjistrimin 360 gradë dhe stimulimin e palcës kurrizore
Palca kurrizore është thelbësore për transmetimin e informacionit motorik dhe shqisor midis trurit dhe sistemeve periferike. Lëndimet e shtyllës kurrizore mund të çojnë në pasoja të rënda, duke përfshirë paralizën dhe mosfunksionimin autonom.
Ne prezantojmë elektronikë fleksibël me shtresë të hollë për ndërlidhjen rrethore me palcën kurrizore. Kjo metodë mundëson regjistrimin dhe stimulimin e njëkohshëm të trakteve dorsale, anësore dhe ventrale me një pajisje të vetme.
Gjetjet tona përfshijnë kapjen dhe nxjerrjen e suksesshme të sinjalit motorik dhe ndijor te minjtë e anestezuar, një sistem të provës së konceptit të mbyllur për kapërcimin e dëmtimeve të plota të palcës kurrizore dhe verifikimin e sigurisë së pajisjes në brejtësit që lëvizin lirshëm. Për më tepër, ne demonstrojmë potencial për aplikim njerëzor përmes një modeli kufomë.
Kjo metodë sheh një rrugë të qartë për në klinikë duke përdorur materiale dhe praktika kirurgjikale që zbusin rrezikun gjatë implantimit dhe ruajnë integritetin e kordonit.