Implanturile Noi Permit Șobolanii Paralizați Să Meargă Din Nou

{h1}

Un dispozitiv neuroprostetic experimental realizat din materiale flexibile, extensibile are avantaje față de dispozitivele mai rigide.

Un implant flexibil experimental care se conectează direct la măduva spinării ar putea duce într-o zi la un tratament pentru persoanele cu leziuni ale măduvei spinării și ar putea ajuta persoanele cu paraplegie să se miște din nou, spun cercetătorii.

Acum, cercetătorii de la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Lausanne au construit un astfel de implant. Ei numesc dispozitivul e-dura, moale, extensibil, după dura mater, care este unul dintre straturile de membrane de protecție care înconjoară creierul și măduva spinării. Cercetătorii au implantat dispozitivul în șobolani - se sprijină pe măduva spinării și livrează semnale electrice, precum și medicamente, la nervii din jur, declanșându-i impulsuri.

În experimente, șobolanii paralizați care au fost implantați cu dispozitivul au recăpătat capacitatea de a merge, cu un anumit ajutor.

Anterior, oamenilor de știință a fost dificil să găsească o modalitate de a conecta un dispozitiv electronic la măduva spinării fără a-l deteriora. Unul dintre obstacole este că electronica este fabricată din materiale rigide, în timp ce măduva spinării și acoperirea sa de protecție sunt mai flexibile.

„Măduva spinării se extinde și se relaxează”, a spus Stéphanie Lacour, președinte al tehnologiei neuroprotetice la institut și unul dintre liderii noii cercetări. "Dacă aveți un material dur, neformabil, frecarea și frecarea provoacă inflamații."

Pentru a realiza e-dura, echipa lui Lacour a folosit un polimer pentru structura de bază a implantului și aur pentru electrozi. Implantul are, de asemenea, canale minuscule pentru administrarea de medicamente. [5 Tehnologii nebune care revoluționează Biotehnologia]

Implantul e-Dura este moale și flexibil.

Implantul e-Dura este moale și flexibil.

Deși aurul este flexibil, nu se întinde. Pentru a face metalul mai elastic, cercetătorii l-au așezat în straturi cu doar 35 de nanometri (0,000035 milimetri) grosime, cu fisuri minuscule în straturi. Aceasta a transformat aurul într-o structură asemănătoare cu ochiurile care se putea întinde.

Pentru a testa implanturile, oamenii de știință au făcut o serie de experimente pe șobolani. În primul rând, cercetătorii au analizat dacă e-dura s-a integrat bine cu corpurile șobolanilor, pentru a reduce la minimum șansa ca organismele lor să o respingă. Au testat trei grupuri de animale: una care a fost implantată cu e-dura, o a doua care a obținut un implant dintr-un material mai rigid și o a treia care a suferit o intervenție chirurgicală, dar nu a primit niciun implant. (Al treilea grup a servit drept control.)

Cercetătorii au descoperit că, chiar și după opt săptămâni, e-dura nu a cauzat nicio deformare a măduvei spinării și nici nu a declanșat o reacție a sistemului imunitar, cum ar fi inflamația. Implanturile care au fost confecționate din materialul mai rigid au provocat modificări ale formei măduvei spinării, comprimarea și frecarea acestuia și producerea unui răspuns imunitar „corp străin”. Șobolanii au avut probleme și cu mersul și echilibrarea.

În lucrările anterioare, alți cercetători au demonstrat brațe protetice controlate de minte, iar armata americană se uită la implanturi pentru a ajuta soldații cu leziuni cerebrale. Iar dispozitive precum implanturi cohleare și stimulatoare cardiace au ajutat pacienții cardiaci de ani buni.

Dar majoritatea implanturilor care se integrează cu sistemul nervos sunt făcute să se sprijine pe partea exterioară a duratei materne. În schimb, e-dura poate fi introdusă sub dura mater, direct în contact cu țesutul nervos.

Impulsuri neuronale

A doua parte a noii cercetări a fost de a testa capacitatea e-dura de a înregistra impulsuri neuronale. Cercetătorii au introdus dispozitivul în locul în care este în mod normal dura mater, lângă cortexele motorii ale șobolanilor - regiunea creierului care controlează mișcarea voluntară - și au descoperit ce fel de semnale generate în regiunea creierului erau asociate cu intenția teratilor. să-și miște picioarele sau să stea nemișcate. Implantul a arătat că poate „citi” semnalele.

"Este vorba despre găsirea unei modalități de a obține semnalul potrivit de la creier - pentru a obține cu adevărat măsurarea exactă sau înregistrarea intenției de mers", a spus Lacour.

În cele din urmă, cercetătorii au testat capacitatea e-dura de a lucra cu nervii motori. În primul rând, cercetătorii au provocat leziuni ale coloanei vertebrale la șobolani, care imită tipul în care mulți oameni ajung în accidente, numit contuzie. Apoi, au introdus e-dura în dura mater sub locul accidentării. Șobolanii au primit atât stimulare electrică cât și doze de serotonină chimică a creierului prin e-dura.

În câteva săptămâni, șobolanii au putut să meargă din nou, cu asistența mașinii care a furnizat stimularea. Șobolanii nu controlau mișcarea picioarelor; mai degrabă, dispozitivul preia semnale artificiale și le ducea la nervi.

„Importanța acestei lucrări, în opinia mea, este că oferă un caz foarte puternic, prin care mecanica moale este extrem de importantă pentru buna funcționare a implanturilor din această clasă”, a declarat Ioan A. Rogers, profesor de știință și inginerie a materialelor la Universitatea din Illinois, care nu a fost implicată în cercetare.

Chiar dacă lucrarea merge mult spre a ajuta cercetătorii să-și dea seama cum să proiecteze implanturi coloanei vertebrale, există multă muncă de făcut înainte ca aceste dispozitive să ajute pacienții umani. În primul rând, șobolanii trebuiau conectați fizic la un dispozitiv de stimulare pentru a merge. „Vrem să scăpăm de fire”, a spus Lacour.

Nu a existat nici o mișcare voluntară. Pentru un tratament real, cercetătorii ar dori semnale reale de la creier, mai degrabă decât de un dispozitiv exterior care să poată controla mișcarea unui pacient.

Cercetarea este publicată în numărul de vineri 9 ianuarie al revistei Science.

Urmați WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook și Google+. Publicat inițial pe WordsSideKick.com.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Inima Ta Se Micșorează Odată Cu Vârsta
Inima Ta Se Micșorează Odată Cu Vârsta

Femeile Pot Primi Pastile Sexuale
Femeile Pot Primi Pastile Sexuale

Dish On Pasta: Alimente Maligne, De Fapt, Un Carbohidrat Sănătos
Dish On Pasta: Alimente Maligne, De Fapt, Un Carbohidrat Sănătos

Megatsunami: Posibilă Amenințare Modernă
Megatsunami: Posibilă Amenințare Modernă

În Fotografii: Irlanda Newgrange Passage Tomb Și Henge
În Fotografii: Irlanda Newgrange Passage Tomb Și Henge


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com