I need a help until... 1 Jan 1970 03:00 Надувные спинномозговые имплантаты как средство лечения болевого синдрома

Команда инженеров и клиницистов разработала ультратонкое надувное устройство, которое можно использовать для лечения самых тяжелых форм болевого синдрома без необходимости применения инвазивной хирургии.
В устройстве, разработанном исследователями из Кембриджского университета, используется сочетание технологий изготовления мягкой автоматики, ультратонкой электроники и микрофлюидики.
Толщина устройства составляет примерно ширину человеческого волоса, его можно свернуть в крошечный цилиндр, вставить в иглу и имплантировать в эпидуральное пространство позвоночного столба, т. е. в область инъекций для контроля боли при родах.
После правильного размещения устройство надувается водой или воздухом, так что оно разворачивается, как крошечный надувной матрас, покрывая большую поверхность сегментов спинного мозга. При подключении к генератору тока ультратонкие электроды начинают посылать небольшие электрические импульсы в спинной мозг, которые нарушают болевую сигнализацию
Согласно ранним испытаниям устройства предполагается, что оно может оказаться эффективным средством лечения многих форм болевого синдрома тяжелой степени выраженности, таких как боли в ногах и спине, не устраняющиеся обезболивающими. Также устройство можно было бы адаптировать для лечения параличей или болезни Паркинсона. Однако перед использованием устройства на пациентах необходимы масштабные лабораторные и клинические испытания.

Хотя в настоящее время для лечения сильной боли используются иные типы устройств для стимуляции спинного мозга, наиболее эффективные из этих устройств являются громоздкими и могут быть использованы только в сочетании с методами инвазивной хирургии; другие существующие устройства, работающие по принципу «замочной скважины», гораздо менее эффективны для лечения боли. Сочетая клиническую эффективность хирургических устройств и простоту имплантации «замочной скважины», разработанное в Кембридже устройство могло бы стать эффективным и долгосрочным решением неизлечимой боли, от которой страдают миллионы людей во всем мире. Результаты разработки опубликованы в журнале «Science Advances».
Боль — это синдром, который испытывает каждый, и для подавляющего большинства людей он является временным и курабельным явлением. Однако для некоторых боль становится изнурительной. В Великобритании синдром боли в спине является основной причиной инвалидности, которая обходится экономике примерно в 12 миллиардов фунтов стерлингов в год. По оценкам Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), каждый 12-й американец страдает от некупируемой боли в спине, не поддающейся лечению обычными методами, такими как нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) или производные опиоидов.
Стимуляция спинного мозга (ССС) — это вариант для тех, кто страдает от некупируемой боли в спине или других типов нейропатической боли, однако, несмотря на эффективность метода, ее использование ограничено: во всем мире ежегодно проводится всего лишь 50 000 процедур.
Доктор Дамиано Бароне из Отделения клинической нейробиологии Кембриджа (один из первых авторов статьи) заявляет, что стимуляция спинного мозга — это крайняя мера для лиц, у которых боль стала настолько сильно выраженной, что мешает их повседневной деятельности. Тем не менее, несмотря на то, что оба основных типа устройств для ССС обладают и недостатками, что может быть причиной их ограниченного использования, миллионы людей каждый день страдают от хронического болевого синдрома.


Наиболее эффективным устройством для ССС в клинической практике является устройство «лопаточного типа», которое обволакивает большую часть спинного мозга, но при этом является громоздким и может быть введено только под наркозом хирургическим путем. Иной тип устройства имплантируется посредством иглы и требует только местной анестезии, но он охватывает меньшую площадь, а эффективность его меньше, чем у устройства «лопаточного типа».
По словам доктора Кристофера Проктора из Департамента разработок в Кембридже (еще один автор статьи), цель ученых состояла в создании устройства, которое вобрало бы в себя лучшие характеристики ныне используемых методов, т. е. устройства с достаточной эффективностью и минимальной степенью хирургического вмешательства для установки. Это бы помогло воплотить в жизнь новый метод лечения для улучшения состояния огромного количества людей.
Как заявил Бен Вудингтон (один из авторов работы, также сотрудник Департамента разработок в Кембридже), чтобы устройство можно было имплантировать посредством иглы, оно должно быть максимально тонким.
Для создания своего устройства исследователи использовали все технологические новшества: гибкую электронику, используемую в производстве полупроводников; крошечные микрофлюидные каналы, используемые для введения препаратов; пластичные материалы, используемые в мягкой робототехнике.
Готовое устройство в толщину всего 60 микрон, т. е. оно достаточно тонкое, чтобы его можно было свернуть и поместить в имплантационную иглу. Однако после имплантации, благодаря микрофлюидным каналам, устройство способно расшириться, чтобы покрыть большую часть спинного мозга.
Проктор заявляет, что тонкопленочная электроника — не новый элемент конструкции, однако присутствие камер для жидкости делает устройство ученых уникальным. Это позволяет ему надуваться и принимать форму лопасти при помещении внутрь биологических полостей организма человека.
Вудингтон заявляет, что более ранние образцы устройства исследователей оказались настолько тонкими, что были невидимы для рентгеновских лучей, которые необходимы для правильной установки в нужное место перед раздуванием. Ученые добавили частицы висмута, чтобы сделать его рентгенологически видимым без увеличения габаритов. Но одно дело — разработка устройства, а совсем другое — применение его в практической хирургии.
Исследователи протестировали свое устройство in vitro и на модели человеческого трупа. В настоящее время они работают с партнером-производителем над дальнейшей разработкой и наращиванием объемов производства своего устройства и надеются начать испытания на пациентах в течение двух-трех лет.
Бароне поясняет, что способ производства устройства означает возможность включения дополнительных компонентов: можно добавить больше электродов или создать само устройство больше, чтобы гарантированно покрыть большие области позвоночника. Такая адаптивность — ключ для превращения устройства для ССС в потенциальное средство лечения параличей после травмы спинного мозга, инсульта или двигательных нарушений, таких как болезнь Паркинсона. Эффективное устройство без необходимости хирургического вмешательства для его установки может облегчить жизнь многим людям.

Перевод: Alex Hiver