الجهاز المتوافق حيوياً والذوبان في الماء هو بديل للمواد الأفيونية وغيرها من الأدوية التي تسبب الإدمان.
ينحني الجهاز المرن الناعم ويمتد مع الجسم ، دون الحاجة إلى أجهزة صلبة ضخمة. جامعة نورث وسترن
ينحني الجهاز المرن الناعم ويمتد مع الجسم ، دون الحاجة إلى أجهزة صلبة ضخمة. جامعة نورث وسترن
طور باحثون في جامعة نورث وسترن جهازًا يبدو مستوحى من الخيال العلمي: غرسة صغيرة ناعمة ومرنة هي الأولى من نوعها تخفف الألم عند الطلب ، دون استخدام العقاقير وتذوب.
يمكن للجهاز المتوافق حيوياً والذوبان في الماء أن يوفر بديلاً تشتد الحاجة إليه للمواد الأفيونية وغيرها من الأدوية التي تسبب الإدمان. وفقًا للباحثين ، يمكن أن يكون الجهاز ذا قيمة عالية للمرضى الذين يخضعون لعمليات جراحية روتينية أو بتر أعضاء يحتاجون في أغلب الأحيان إلى أدوية ما بعد الجراحة. يمكن للجراحين زرع الجهاز أثناء العملية لـ "إدارة" ألم المريض بعد الجراحة.
الدراسة التي نُشرت في عدد 1 يوليو من مجلة Science ، تصف تصميم الجهاز وتوضح فعاليته في نموذج حيواني.
تستخدم الأجهزة آلية بسيطة
روجرز ، من نورث وسترن ، الذي قاد تطوير الجهاز ، في بيان صحفي : "على الرغم من أن المواد الأفيونية فعالة للغاية ، إلا أنها تسبب الإدمان بشكل كبير" . "كمهندسين ، تحفزنا فكرة علاج الألم بدون أدوية - بطرق يمكن تشغيلها وإيقافها على الفور ، مع تحكم المستخدم في شدة الراحة. تستغل التكنولوجيا المذكورة هنا الآلية التي تجعل أصابعك تشعر بالأرقام عندما يكون باردًا. تُظهر الغرسة لدينا في دراسات النماذج الحيوانية أن هذا التأثير يمكن إنتاجه بطريقة قابلة للبرمجة ، بشكل مباشر ومحلي للأعصاب المستهدفة ، حتى تلك الموجودة في أعماق الأنسجة الرخوة المحيطة. "فكيف يعمل؟
تستفيد الغرسة من مفهوم بسيط - التبخر. يحتوي على سائل تبريد يتم حثه على التبخر في مكان محدد من العصب الحسي.
للتوضيح ، يعمل الجهاز من خلال الالتفاف حول الأعصاب بهدوء ، لتقديم تبريد دقيق ومستهدف. وهذا بدوره يخدر الأعصاب ويمنع إشارات الألم عن الدماغ. تساعد المضخة الخارجية المستخدم على تنشيط الجهاز عن بُعد والتحكم في شدته. بمجرد عدم الحاجة إلى الجهاز ، يتم امتصاصه بشكل طبيعي في الجسم - "متجاوزًا الحاجة إلى الاستخراج الجراحي".
بسمك الورقة ، فإن جهاز تبريد الأعصاب المرن والناعم مثالي لعلاج الأعصاب شديدة الحساسية.
قال المؤلف المشارك للدراسة الدكتور ماثيو ماك إيوان من كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس إنه عندما تصبح الأعصاب أكثر برودة ، تصبح الإشارات التي تنتقل عبرها أبطأ - وتتوقف في النهاية تمامًا.
"نحن نستهدف بشكل خاص الأعصاب الطرفية ، التي تربط دماغك وحبلك الشوكي ببقية جسمك. هذه هي الأعصاب التي تنقل المنبهات الحسية ، بما في ذلك الألم. من خلال توفير تأثير التبريد لعصب واحد أو اثنين فقط من الأعصاب المستهدفة ، يمكننا يعدل بشكل فعال إشارات الألم في منطقة معينة من الجسم ".
يتضمن جهاز استشعار متكامل لمراقبة درجة حرارة العصب
يحتوي الجهاز على قنوات ميكروفلويديك صغيرة للحث على تأثير التبريد. بينما تحتوي إحدى القنوات على سائل التبريد البيرفلوروبنتان (الذي تمت الموافقة عليه سريريًا بالفعل) ، تحتوي القناة الثانية على النيتروجين الجاف. عندما يتدفق السائل والغاز إلى غرفة مشتركة ، يحدث تفاعل مما يؤدي إلى تبخر السائل على الفور. في الوقت نفسه ، يراقب مستشعر مدمج صغير درجة حرارة العصب لضمان عدم بروده الشديد ، مما قد يؤدي إلى تلف الأنسجة."من خلال مراقبة درجة الحرارة في العصب ، يمكن ضبط معدلات التدفق تلقائيًا لتحديد نقطة تمنع الألم بطريقة آمنة وقابلة للانعكاس. ويسعى العمل الجاري إلى تحديد المجموعة الكاملة لحدود الوقت ودرجة الحرارة التي تظل العملية تحتها قال روجرز.
علاجات التبريد السابقة وحاصرات الأعصاب لها قيود يتغلب عليها الجهاز الجديد. العلاجات بالتبريد ، على سبيل المثال ، تقترب من مناطق كبيرة من الأنسجة ، مما قد يؤدي إلى آثار غير مرغوب فيها. هنا ، يبلغ عرض جهاز Northwestern الصغير خمسة ملليمترات فقط ويستهدف بدقة الأعصاب المصابة فقط. هذا يجنب المناطق المحيطة من التبريد غير الضروري.
قال ماكيوان: "لا ترغب في تبريد الأعصاب الأخرى أو الأنسجة التي لا علاقة لها بالعصب الذي ينقل المنبهات المؤلمة عن غير قصد". "نريد حجب إشارات الألم ، وليس الأعصاب التي تتحكم في الوظيفة الحركية وتمكنك من استخدام يدك ، على سبيل المثال."
قانون الاختفاء النهائي
الجهاز ليس أول محاولة لروجرز لامتصاص إلكتروني إلكتروني.قدم مختبر روجرز مفهوم الإلكترونيات العابرة في عام 2012 ، وفي عام 2018 ، أظهر روجرز وماكيوان وزملاؤه أول جهاز إلكتروني قابل للامتصاص بيولوجيًا في العالم - وهو غرسة قابلة للتحلل الحيوي تسرع تجديد الأعصاب . ثم في عام 2021 ، قدم روجرز وزملاؤه جهاز تنظيم ضربات القلب العابر .
تمتص جميع مكونات الأجهزة بشكل طبيعي السوائل الحيوية في الجسم على مدار أيام أو أسابيع ، دون الحاجة إلى الاستخراج الجراحي.
قال روجرز: "إذا كنت تفكر في الأنسجة الرخوة ، والأعصاب الهشة ، والجسم الذي يتحرك باستمرار ، فيجب أن يكون لأي جهاز اتصال القدرة على الثني ، والانحناء ، واللف ، والتمدد بسهولة وبشكل طبيعي". "علاوة على ذلك ، تريد أن يختفي الجهاز ببساطة بعد عدم الحاجة إليه ، لتجنب الإجراءات الدقيقة والمحفوفة بالمخاطر للإزالة الجراحية."