Paljude neuroloogiliste häirete, näiteks epilepsia all kannatavate inimeste jaoks pole elujõulisi ravivõimalusi. Oma viimastes uuringutes töötasime välja siirdatava seadme, mis võib ühel päeval pakkuda leevendust. Näitame, et implantaat suudab ravida aju probleeme, näiteks epilepsiahooge, toimetades aju kemikaalid - tuntud kui neurotransmitterid - otse aju rakkudesse, mis seda probleemi põhjustavad.
Implantaat töötab elektrivälja abil, et suruda neurotransmitterid seadmest sisemisest reservuaarist välja. See elektroforeesina tuntud protsess võimaldab täpselt kontrollida ravimi manustamise annust ja ajastamist, mis on oluline selliste katkendlike häirete nagu epilepsia käsitlemiseks.
Selle ravimite kohaletoimetamise eeliseks on ka see, et see ei suurenda kohalikku survet, kui ravim väljub seadmest, kuna ravimimolekulid ei ole lahustis - nad väljuvad seadmest "kuivalt". See on oluline, kuna see tähendab, et ravimimolekulid (antud juhul neurotransmitterid) saavad interaktsiooni vahetult implantaati ümbritseva koega, kahjustamata neid rakke või ümbritsevat kudet.
Teadlased on varem näidanud, et seda ravimite manustamise meetodit saab kasutada valu leevendamiseks implantaadi abil, mis pandi rottide seljaaju. Ajakirjas Science Advances avaldatud töö uudsus oli kavandada implantaat, mis on piisavalt väike, et siirdada hiirte ajusse. Inkorporeerisime implantaati ka pisikesed andurid, et saaksime jälgida kohaliku aju aktiivsust seadme implanteerimise ajal.
Neurotransmitterid on aju keemilised vahendajad. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) Rongisiseseid andureid kasutades nägime hiirtel krambilaadse tegevuse algust. Pärast krampide avastamist käskisime implantaadil saata pärssivad neurotransmitterid krambihoogude keskpunkti ajukoesse. Neurotransmitterid ütlevad selle koe rakkudele, et nad peataksid krampide leviku teistele rakkudele. See peatas krambid.
Pärast seda, kui leidsime, et saaksime krambid peatada, soovisime teada saada, kas suudame krampe täielikult ära hoida, mitte peatada pärast nende algust. Selle testimiseks asusime neurotransmitterite kohaletoimetamisega enne seda, kui ajju süstiti eraldi implantaadiga krambihooge põhjustavate kemikaalide annus. Need katsed näitasid, et meie implantaat võis vältida krambilaadse tegevuse esinemist.
Platvormi tehnoloogia
Oleme väga põnevil, sest see on esimene kord, kui keegi on näinud, et elektroforeesiga ravimite manustamisseade võib krampidega sarnase tegevuse peatada või ära hoida. Samuti näeme seda kui platvormtehnoloogiat, mida saaks kohandada paljude erinevate neuroloogiliste häirete, sealhulgas epilepsia, Parkinsoni tõve ja ajukasvajate raviks.
Oluline on märkida, et seni on seda seadet testitud ainult hiirtel ja rottidel. Otsustades ajast, mil muude tehnoloogiate üleminek sellest etapist on jõudnud laialdase kliinilise kasutamiseni, on tõenäoliselt vähemalt kümmekond aastat enne, kui see tehnoloogia on inimestele laialdaselt kättesaadav. Selle aja jooksul tehakse palju tööd nende implantaatide pikaajalise elujõulisuse tõestamiseks nii epilepsia kui ka muude neuroloogiliste häirete raviks.
See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation.
Christopher Proctor, Cambridge'i ülikooli siirdatavate ioonpumpade valmistamise ja valideerimise teadur
