Mjukt, trådlöst bioelektroniskt implantat riktar sig mot mjältnerven för att minska inflammation

Mjukt, trådlöst bioelektroniskt implantat riktar sig mot mjältnerven för att minska inflammation

För miljontals människor som lider av kroniska inflammatoriska sjukdomar som inflammatorisk tarmsjukdom (IBD), kräver behandling av uppblossningar ofta effektiva mediciner med betydande biverkningar. En ny studie publicerad iNational Science Reviewintroducerar ett banbrytande alternativ: ett mjukt, trådlöst implantat som behandlar sjukdomar genom att modulera specifika nerver som kontrollerar immuniteten.

Forskargruppen från Huazhong University of Science and Technology och Tongji Hospital utvecklade en "Splenic Nerve Wireless Stimulator" (SpNWS). Den viktigaste innovationen är att hela enheten - dess elektroder, anslutningar och trådlösa strömmottagare - är gjord av en specialutvecklad ledande hydrogel. Detta material är lika mjukt som biologisk vävnad, mycket töjbart och kan leda elektricitet effektivt.

De största utmaningarna för långsiktiga neurala gränssnitt är mekaniska felmatchningar och fibros orsakad av stela implantat. Vår hydrogelenhet anpassar sig sömlöst till känsliga nerver, fungerar utan batterier och kommunicerar trådlöst över huden, vilket minimerar långvarig skada och avstötning."

Zhiqiang Luo, motsvarande författare till studien

Implantatet är utformat för att modulera mjältnerven, en nyckelväg i kroppens inflammatoriska reflex. I en råttmodell av kronisk kolit implanterades SpNWS-enheten och aktiverades trådlöst i 20 minuter dagligen. Behandlingen resulterade i en anmärkningsvärd återhämtning: mindre tjocktarmsskada, mindre viktminskning och återställd tarmstruktur.

Mekanistiska studier fann att elektrisk stimulering återbalanserade tarmens immunförsvar. Det undertryckte pro-inflammatoriska T-celler (TH1/TH17) samtidigt som det främjade antiinflammatoriska och regulatoriska T-celler (TH2/Treg). Av avgörande betydelse, efter fem veckor, visade enheten utmärkt biokompatibilitet och visade ingen signifikant inkapsling av ärrvävnad, ett vanligt problem som gör att traditionella implantat misslyckas.

Detta arbete skapar en mångsidig plattform för "elektroceutisk" terapi. Den mjuka, trådlösa designen kan anpassas för att interagera med olika nerver för att behandla en rad tillstånd, från reumatoid artrit och diabetes till metabola störningar, vilket inleder en ny era av bioelektronisk medicin.

Källor: