Партнёры
Пока это получилось сделать только в организмах рыб и пиявок, но перспективы впечатляющие. Эксперименты шведских ученых открывают перспективы в лечении депрессии и болезни Паркинсона, протезировании и множестве других направлений медицины.
Одна из главных проблем, с которой сталкиваются разработчики любых имплантов, – сложность их вживления в биологические ткани.
«Внедрить устройство в организм человека – все равно что воткнуть нож в орган, – говорит материаловед Магнус Берггрен из Университета Линчёпинга в Швеции. – Рубцы и воспаление могут со временем ухудшить работу электрода».
Но теперь Магнус вместе с исследователями из Лунда и Гётеборга опробовал совершенно новый путь: не имплантировать электроды, а выращивать их прямо в теле.
Подопытными выступили рыбки данио-рерио и медицинские пиявки. После инъекции специального геля электроды сформировались у них прямо в местах укола. То есть у рыб – в мозге, сердце и хвостовых плавниках, а у пиявок – вокруг сгустков нервной ткани. Причем подача тока на эти электроды стимулировала у пиявок мышечные сокращения. У рыб же наличие электродов можно было определить по цвету.
«В первый раз, когда я это увидел, то подумал: "Вау, это действительно работает!"» — делится впечатлением Ксенофон Стракосас из Университета Линчёпинга.
Энергия, необходимая для выращивания электродов, берется прямо из организма. Гелевый коктейль, который вводят при инъекции, содержит особые молекулы, так называемые оксидазы, которые реагируют на глюкозу или лактатат. Обоих этих веществ в живых организмах довольно много. В результате реакции образовывается перекись водорода, которая затем активирует другой ингредиент коктейля, фермент под названием пероксидаза водорода. И благодаря этому гель полимеризуется и превращается в электрод.
«Эта технология использует элегантную химию для преодоления многих технических проблем, – говорит инженер-биомедик Кристофер Беттингер из Университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге, который не участвовал в исследовании. – Эксперименты впечатляют. Что еще следует увидеть, так это стабильность электрода».
Ведь со временем вещества в организме могут вступать в реакцию с материалами электродов, разрушать их или даже выделять токсичные вещества. Другой важный момент – точность воздействия, чтобы выращенный в организме электрод стимулировал одни области, но не оказывал влияния над другие.
«Сейчас мы работаем над тем, что пытаемся связать эти материалы непосредственно с отдельными клетками», – комментирует Магнус Берггрен.
Со временем, считают шведские ученые, технология позволить создавать в организме человека целые интегральные схемы. Но даже просто электроды могут сильно повлиять на лечение неврологических заболеваний.
Например, существует методика стимуляции головного мозга, которая предполагает имплантацию электродов в базальные ядра головного мозга хирургическим путем. Нарушение регуляции именно в этих структурах считается причиной двигательных расстройств, поэтому активно применяется при болезни Паркинсона, тиках, треморе. Кроме того, стимуляцию электродами используют при психических, поведенческих и аффективных расстройствах, таких как депрессия, обсессивно-компульсивное расстройство, эпилепсия, а также при резистентных к медикаментозной терапии тяжелых болевых синдромах. Конечно, путь от плавников рыбок данио до человеческого мозга весьма длинен, но первый шаг уже сделан.
Анастасия Адаховская, НЭП. Фото: Depositphoto.com √
Читайте также
