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.
2 марта 2022, Среда
Израильские врачи продемонстрировали новый способ лечения парализованных детей
Израильские врачи детской клиники «Дана Дуэк» медицинского центра Ихилов (Сураски) продемонстрировали новый способ лечения парализованных детей. После первого успешного приёма экспериментального препарата, девочка в возрасте 6 месяцев со спинальной мышечной атрофией, стала себя чувствовать намного лучше. Такое стало возможно, благодаря новому лекарству Spinraza (Nusinersen). Что такое спинальная мышечная атрофия? Это...
9 февраля 2022, Среда
Израильская революция в лечении сколиоза
Разработанный в Израиле новый метод хирургического лечения тяжелого сколиоза позволяет сделать операцию малоинвазивной, более эффективной, и при этом удешевить ее. Тяжелые формы сколиоза приводят к тому, что ребенок не может стоять и передвигаться прямо. Высокие степени искривления позвоночника вызывают нарушение работы многих внутренних органов. Для исправления ситуации применяется сложная операция, но даже...
30 января 2022, Воскресенье
Нет лучевой терапии при раке груди?
По результатам нового исследования, небольшой суммарный риск рецидива и скромное улучшение состояния пациенток оправдывают рассмотрение вопроса о том, чтобы обойтись без лучевой терапии после операции с сохранением молочной железы у женщин в возрасте старше 65 лет на ранних стадиях онкологического заболевания. Принятое лечение ранней стадии рака у женщин старшего возраста включает лучевую терапию всей молочной...