Μαλακό, ασύρματο βιοηλεκτρονικό εμφύτευμα στοχεύει το σπληνικό νεύρο για τη μείωση της φλεγμονής

Μαλακό, ασύρματο βιοηλεκτρονικό εμφύτευμα στοχεύει το σπληνικό νεύρο για τη μείωση της φλεγμονής

Για εκατομμύρια ανθρώπους που πάσχουν από χρόνιες φλεγμονώδεις ασθένειες όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου (IBD), η αντιμετώπιση των εξάρσεων απαιτεί συχνά αποτελεσματικά φάρμακα με σημαντικές παρενέργειες. Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στοΕθνική Επιθεώρηση Επιστημώνεισάγει μια επαναστατική εναλλακτική: ένα μαλακό, ασύρματο εμφύτευμα που αντιμετωπίζει ασθένειες ρυθμίζοντας συγκεκριμένα νεύρα που ελέγχουν την ανοσία.

Η ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Huazhong και το Νοσοκομείο Tongji ανέπτυξε έναν «Ασύρματο διεγέρτη σπληνικού νεύρου» (SpNWS). Η πιο σημαντική καινοτομία είναι ότι ολόκληρη η συσκευή - τα ηλεκτρόδια, οι συνδέσεις και οι ασύρματοι δέκτες ισχύος - είναι κατασκευασμένη από μια ειδικά ανεπτυγμένη αγώγιμη υδρογέλη. Αυτό το υλικό είναι τόσο μαλακό όσο ο βιολογικός ιστός, είναι εξαιρετικά ελαστικό και μπορεί να μεταφέρει αποτελεσματικά την ηλεκτρική ενέργεια.

Οι κύριες προκλήσεις για τις μακροπρόθεσμες νευρικές διεπαφές είναι οι μηχανικές αναντιστοιχίες και η ίνωση που προκαλείται από άκαμπτα εμφυτεύματα. Η συσκευή μας υδρογέλης προσαρμόζεται απρόσκοπτα στα ευαίσθητα νεύρα, λειτουργεί χωρίς μπαταρίες και επικοινωνεί ασύρματα σε όλο το δέρμα, ελαχιστοποιώντας τη μακροπρόθεσμη ζημιά και την απόρριψη».

Zhiqiang Luo, αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης

Το εμφύτευμα έχει σχεδιαστεί για να ρυθμίζει το σπληνικό νεύρο, μια βασική οδό στο φλεγμονώδες αντανακλαστικό του σώματος. Σε ένα μοντέλο επίμυος με χρόνια κολίτιδα, η συσκευή SpNWS εμφυτεύτηκε και ενεργοποιήθηκε ασύρματα για 20 λεπτά καθημερινά. Η θεραπεία είχε ως αποτέλεσμα μια αξιοσημείωτη ανάκαμψη: λιγότερη βλάβη στο κόλον, λιγότερη απώλεια βάρους και αποκατάσταση της εντερικής δομής.

Μηχανιστικές μελέτες διαπίστωσαν ότι η ηλεκτρική διέγερση εξισορροπεί εκ νέου το εντερικό ανοσοποιητικό περιβάλλον. Κατέστειλε τα προφλεγμονώδη Τ κύτταρα (TH1/TH17) ενώ προάγει τα αντιφλεγμονώδη και ρυθμιστικά Τ κύτταρα (TH2/Treg). Κυρίως, μετά από πέντε εβδομάδες, η συσκευή επέδειξε εξαιρετική βιοσυμβατότητα και δεν έδειξε σημαντική ενθυλάκωση ουλώδους ιστού, ένα κοινό πρόβλημα που προκαλεί την αποτυχία των παραδοσιακών εμφυτευμάτων.

Αυτή η εργασία δημιουργεί μια ευέλικτη πλατφόρμα για «ηλεκτροηλεκτρική» θεραπεία. Ο απαλός, ασύρματος σχεδιασμός θα μπορούσε να προσαρμοστεί ώστε να αλληλεπιδρά με διάφορα νεύρα για τη θεραπεία μιας σειράς παθήσεων, από τη ρευματοειδή αρθρίτιδα και τον διαβήτη έως τις μεταβολικές διαταραχές, εγκαινιάζοντας μια νέα εποχή της βιοηλεκτρονικής ιατρικής.

Πηγές: