Учёные создали ионный насос для лечения хронических болей
Хроническая боль загадочна. До сих пор учёные не могут определить, почему люди продолжают страдать от боли после того, как их первоначальная травма давно зажила. Многие люди так привыкли жить с постоянными болями, что уже не обращают на них внимания. Переходя в хроническую стадию, боль утрачивает свои защитно-предупреждающие функции и становится просто неприятным фоном текущей жизни. Таким образом, появление новых патологий, связанных с болезненными ощущениями, легко не заметить и спохватиться только тогда, когда организму уже нанесен существенный вред.
Шведские ученые из Линчепингского университета (Linköpings universitet) заявили, что благодаря их разработке человечество сможет избавиться от хронических болей. Специалисты утверждают, что их технология открывает путь к созданию механизмов, «говорящих с телом человека на одном языке». Искусственный нерв, или «ионный насос», как его назвали учёные, способен направлять в ту или иную часть организма различные вещества, блокирующие нервные сигналы с такой же скоростью, с которой передает сигналы нервная система. Кроме того, это изобретение способно работать слажено с нервной системой человека, меняя в ней некоторые процессы и блокируя ненужные сигналы о болях.
«Мы создали искусственный нерв, который может без проблем взаимодействовать с нервной системой человека. Сигнал проходит между двумя синапсами за 0,1 миллисекунды, и мы практически достигли этой скорости», — заявил соавтор исследования Магнус Берггрен (Magnus Berggren).
Технологическим прорывом стало то, что исследователи построили терапевтический имплантат с использованием органической электроники – класса материалов, способных легко переводить электронные сигналы в биохимические – для блокирования болевых импульсов.
«Он меньше, чем Ваш указательный палец, и может представлять будущее имплантируемых устройств для лечения переломов позвоночника, защемления нерва или таких неврологических расстройств, как эпилепсия.»
Что представляет собой устройство?
Разработка представляет собой небольшой пластиковый прибор с электронным управлением, который хирургически имплантируется в тело. Ионный насос испускает необходимые вещества в тех местах, где болевые импульсы обычно попадают в позвоночник. Ионы не дают импульсам попасть в центральную нервную систему и предотвращают их попадание в мозг.
Устройство состоит из электронно- и ионопроницаемого полимерного электрода внутри резервуара для жидкости и ионопроницаемого канала доставки, ведущего к целевой области – к спинному мозгу. Резервуар заполнен раствором лекарственных средств, нейротрансмиттеров или других терапевтических веществ. Когда напряжение прикладывается между внутренним электродом и внешним противоположным электродом, вещества электрофоретически транспортируются из резервуара.
Электрический ток, проходящий через ионный насос – это все, что необходимо, чтобы распространить нейромедиатор точечно в строго определенных отделах спинного мозга. Причём, по словам специалистов, такой метод совершенно не имеет побочных эффектов.
Практическое применение
Одно из веществ, которые могут быть доставлены с помощью ионного насоса – гамма-аминомасляная кислота.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК, GABA) — аминокислота, важнейший тормозной нейромедиатор центральной нервной системы человека и других млекопитающих. Аминомасляная кислота является биогенным веществом, содержится в ЦНС и принимает участие в нейромедиаторных и метаболических процессах в мозге.
Над новой технологией исследователи работали более десяти лет. Как отмечается, полтора года назад специалисты уже представляли первую версию «ионного насоса», и с его помощью уже удалось направить ГАМК непосредственно в спинной мозг лабораторных мышей. Механизм, представленный на этот раз, оказался компактнее предыдущего, и работает он быстрее.
Исследователи работают над увеличением наименований различных веществ, которые возможно будет доставлять при помощи ионного насоса. Планируется, что кроме лечения хронических болей, его также будут использовать и для остановки эпилептического припадка.
