Сама идея чудо-прибора, внедренного в мозг или иную часть тела и исцеляющего от всего — начиная с нейродегенеративных расстройств и заканчивая параличом, как будто сошла со страниц научно-популярного романа. Звучит невероятно, но только не для сотрудников лаборатории Чарльза Либера.
Во главе с Либером, преподаватель-стажер по химии Марк Хайман в составе международной команды исследователей изобрел электронный нанокаркас, вводимый через иглу. Подключенный к внешним приборам, такой имплантат позволяет отслеживать нервную деятельность, стимулировать ткани и даже способствует нейронной регенерации. Так утверждается в статье Nature Nanotechnology от 8 июня.
«Я вижу за этим будущее. Открывается новая эра применения электроники в биологии. За последние 30 лет человечество сделало огромный шаг в микротехнологиях, что позволяет выпускать жесткие зонды всё меньших размеров, но еще никто биологически не применял электроприборы в клеточных исследованиях», — уверенно заявил Либер, руководящий факультетом инженерных и прикладных наук в Гарварде.
В ранее проделанных работах он со своими коллегами продемонстрировал возможность создания «кибернетических» тканей на примере сердечных и нервных клеток, выращенных при помощи внедренных нитей. Ученые уловили электрические импульсы, генерируемые полученными тканями, а также зафиксировали изменения в импульсах при применении кардио- или нейростимуляторов.
«Мы убедились в возможности создания некоего каркаса и выращивания клеток внутри него, но при этом не представляли, каким образом встроить все это в живую ткань. Для изучения мозга мало изобрести какой-либо датчик, его еще необходимо ввести в организм. Полученный нами каркас оказался практически незаметным и очень пластичным, как полимер. Он легко проходил через стеклянную трубку или пипетку. Все это навело нас на мысль ввести каркас через иглу шприца», — прокомментировал Либер.
Идея вживления электроники в мозг не нова — глубокая стимуляция применяется при лечении ряда заболеваний уже десятилетиями. Но нанокаркас действует совсем в другом масштабе.
«Существующие технологии вживления имплантатов примитивны и грубы по сравнению с устройством мозга. Независимо от своей основы — силикон или гибкие полимеры — они неизбежно вызывают воспаление, в результате чего возникает необходимость периодической стимуляции или их перемещения. Наши электро-инъекции имеют субклеточную структуру и в миллион раз пластичнее любого своего аналога, они практически неосязаемы. Я бы назвал и «нейрофилами» из-за стремления к взаимодействию с нейронами», — пояснил Либер.
Процесс изготовления такого каркаса по сути очень напоминает травление микроплаты. На растворимую основу наслаиваются нанонити вперемешку с биополимером. Затем внешний слой растворяется и остается пластичная сетка, которую можно набрать в шприц и ввести подобно обычной инъекции.
Введенный каркас поддерживает двустороннюю связь с обычными приборами диагностики, что позволяет с его помощью фиксировать и стимулировать нервную активность.
Следующим шагом в работе ученых станет изучение реакции организма на такие электронные инъекции в течении более длительного срока.
Отдел развития технологий Гарварда уже запросил временный патент и в настоящий момент активно привлекает коммерческих партнеров.
По словам профессора, ничего подобного ранее не применялось в нейробиологии или медицине в целом, что открывает широкие перспективы использования разработки.
«На мой взгляд сама возможность точно установить в нужных местах или даже в отдельных нейронах контрольный прибор для длительных наблюдений даст огромный толчок нейробиологии», — отметил в заключении он.
1 июня 2020, Понедельник
Мы продолжаем работать и вновь принимаем всех пациентов!
Дорогие друзья, медицинский центр Imedical сообщает о возобновлении прилетов на лечение и диагностику в Израиль. Благодаря этой возможности, мы вновь принимаем всех иностранных пациентов. А также, продолжаем проводить заочные видео-консультации по медицинским документам: Второе медицинское мнение Расшифровка результатов Онлайн видео-консультация с врачом Формирование заключения и назначение лечения по месту жительства Вы...
26 апреля 2020, Воскресенье
Лечение рака мочевого пузыря в Израиле вышло на новый уровень
Впервые за последние несколько лет в израильской медицине происходят качественные изменения в лечении рака мочевого пузыря благодаря иммуннотерапии. Еще до недавнего времени лечение проводилось при помощи химиотерапии, но проблема заключалась в том, что многим пациентам процедура химиотерапии была противопоказана. По статистике рак мочевого пузыря является одним из самых распространённых раковых заболеваний,...
19 апреля 2020, Воскресенье
Удастся ли израильским врачам направить иммунитет против онкологии?
Всем онкологическим заболеваниям присуща одна опасная для человека особенность: пораженные клетки не становятся чужеродным элементом внутри организма. Они остаются клетками, которые не выполняют прежние функции, а лишь быстро делятся и губят организм. Защитная функция организма, иммунитет, при онкологии работает таким образом, что раковые клетки остаются нетронутыми. Данный факт заставил задуматься врачей-онкологов...