Implanty e-Dura - jak przywrócić sprawność chodzenia

Implant e-Dura (źródło EPFL)

Trzy lata temu naukowcy ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologicznego (EPFL) odnieśli niebywały sukces. W trakcie badań nad uszkodzonymi nerwami rdzenia kręgowego, zastosowali implanty do elektrycznego pobudzania nerwów, dzięki czemu spowodowali przywrócenie reakcji w sparaliżowanych kończynach. Mimo pozytywnych wyników uzyskanych w trakcie badań na szczurach (sic!) metoda przez bardzo długi czas była praktycznie niedostępna dla ludzi. Jednak dzięki najnowszym badaniom przeprowadzonym przez EPFL sytuacja może ulec zmianie.

Implant e-Dura (źródło EPFL)

Dotychczasowe badania prowadzone na szczurach z uszkodzonymi rdzeniami kręgowymi polegały na wstrzykiwaniu substancji chemicznych zastępujących neuroprzekaźniki odpowiedzialne za pracę tylnych odnóży. Następnie wykonywano stymulację elektryczną przerwanych miejsc rdzenia kręgowego. Wynikiem takich zabiegów tylne odnóża wykazywały zdolność do reagowania na bodźce zewnętrzne. Po okresie adaptacji szczury nauczyły się wysyłać impulsy elektryczne z mózgu do bezwładnych dotychczas kończyn. Ostatecznie odzyskały sprawność chodzenia i biegania dzięki stworzonym nowym połączeniom między neuronami w mózgu i dolnej części kręgosłupa.
Naukowcy mają nadzieję, że technologia znajdzie zastosowanie przy leczeniu ludzi z niedowładem kończyn. Zanim to jednak nastąpi musi być pokonana przynajmniej jedna bardzo istotna przeszkoda związana z materiałami stosowanymi do produkcji implantów. Materiały zastosowane w trakcie badań nie były wystarczająco miękkie i elastyczne, co mogło powodować podrażnienia, stany zapalne i ostatecznie odrzucenie wszczepionych elementów.

Implant e-Dura (źródło EPFL)

W ostatnim okresie naukowcy stworzyli nowy rodzaj implantu, który rozwiązuje wspomniany problem. Implant, nazwany e-Dura, składa się z elastycznego podłoża sylikonowego, na którego powierzchnię naniesiono przewodzące ścieżki ze złota zakończone elektrodami. Elektrody wykonane z kompozytowego materiału krzemowo-platynowego odpowiadają za przekazywanie impulsów elektrycznych z mózgu do kończyn. Dodatkowo w podłożu implantu wykonano mikro strumieniowy kanał przeznaczony do dostarczania substancji chemicznych odpowiedzialnych za stymulowanie nowych połączeń nerwowych.

Wszystkie elementy gwarantują niezawodne działanie i jednocześnie charakteryzują się pożądaną plastycznością, co oznacza, że są bardzo elastyczne, podatne na rozciąganie i odkształcanie. W testach laboratoryjnych, implanty e-Dura wszczepiane szczurom nie powodowały żadnych problemów, co w porównaniu z tradycyjnymi implantami jest ogromnym osiągnięciem.

Informacje na temat badań zostały w czasopiśmie Science.

Źródło: EPFL via Robohub