植入式神经冷却装置实现按需镇痛,或成阿片类和高度成瘾性药物替代品

2022-07-01 09:34:57     来源:科技日报


手臂内可植入设备的图示。红色椭圆表示疼痛。该装置轻柔地包裹在周围神经的周围,以使向大脑发出的信号被“屏蔽”。图片来源:美国西北大学

   科技日报实习记者 张佳欣

据最新一期《科学》杂志,美国西北大学领导的一个研究团队开发出一种小型、柔软、灵活的植入物,不需要使用药物就可以针对性地缓解疼痛,并已在动物模型中演示了它的有效性。这种首创的设备或可成为阿片类药物和其他高度成瘾性药物的替代治疗方案。

这种生物兼容的水溶性装置只有一张纸的厚度,最宽处仅为5毫米,它从一端卷曲成一条带子,柔软地缠绕在一根神经上,不需要缝合。它的工作原理是柔和地包裹 神经,精确地、有针对性地将其“冷却”,从而使神经麻木,并阻断其向大脑传递的疼痛信号。它不会冷却大面积不必要的组织,造成组织损伤和炎症等不良影响。

此外,外置泵使用户能够远程激活装置,可增加或降低其强度。在不需要该装置后,它会被人体吸收,无需通过手术摘除。

据研究人员介绍,新装置利用了一个众所周知的概念:蒸发。类似于蒸发汗水冷却身体的方式,该装置包含一种液体冷却剂,被诱导在感觉神经的特定位置蒸发。

“当神经降温时,通过神经传递的信号会变得越来越慢,最终完全停止。”该研究的合著者、华盛顿大学医学院的马修·麦克尤恩博士说,“我们专门针对的是周围 神经,它将大脑和脊髓与身体的其他部分连接起来。这些神经传达包括疼痛在内的感觉刺激。通过只向一两个目标神经传递降温效果,我们可以有效地调节身体一个 特定区域的疼痛信号。”

为了产生冷却效果,该装置包含了微流控通道。一个微小的通道包含液体冷却剂(全氟戊烷),它已经被临床批准作为超声造影剂和加压吸入器。第二个通道含有干 燥氮气。当液体和气体流入共用的腔室时,就会发生反应,导致液体迅速蒸发。同时,一个微小的集成传感器可监测神经的温度,以确保神经不会变得太冷,否则可 能会导致组织损伤。

研究人员认为,对于接受常规手术甚至截肢手术的患者来说,这种装置会很有价值,因为这些患者通常需要术后药物治疗。现在,外科医生可以在手术过程中植入该装置,以帮助缓解患者的术后疼痛。


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