Urządzenie sterowane smartfonem może dostarczać leki do mózgu
Międzynarodowy zespół badawczy zaprojektował bezprzewodowe urządzenie sterowane smartfonem, które może dostarczać leki bezpośrednio do mózgu. Może również stymulować komórki mózgowe za pomocą światła. Jak dotąd naukowcy przetestowali to urządzenie na myszach.
W nowym wysiłku - o wynikach, które przedstawili w czasopiśmie Inżynieria biomedyczna przyrody - naukowcy ze Stanów Zjednoczonych i Republiki Korei zebrali się, aby opracować nowy implant mózgowy, który będzie mógł zarówno stymulować komórki mózgowe, jak i dostarczać leki bezpośrednio do mózgu.
Nowatorskie urządzenie, które naukowcy nazywają „bezprzewodowymi optofluidycznymi sondami mózgowymi”, można łatwo sterować za pomocą technologii smartfonów.
„Bezprzewodowe urządzenie neuronowe umożliwia przewlekłą neuromodulację chemiczną i optyczną, której nigdy wcześniej nie osiągnięto” - mówi główny autor badania, Raza Qazi.
Qazi jest powiązany z Korea Advanced Institute of Science and Technology w Daejeon w Republice Korei, a także z University of Colorado Boulder.
Zespół opracował nowe narzędzie w nadziei, że pewnego dnia lekarze będą mogli go użyć, aby dowiedzieć się więcej o możliwych przyczynach różnych chorób wpływających na mózg. Należą do nich choroba Parkinsona, choroba Alzheimera, uzależnienie i depresja kliniczna.
Na razie jednak naukowcy testują i udoskonalają swoje urządzenie na myszach.
Tworzenie „rewolucyjnego urządzenia”
Zespół chciał zaprojektować urządzenie, które byłoby łatwiejsze w użyciu i trwalsze niż istniejące modele sond. Istniejące modele zwykle opierają się na sztywnych metalowych rurkach i światłowodach, jeśli chodzi o dostarczanie bodźców lub leków do mózgu.
Staromodne sondy są nieporęczne, a ze względu na ich sztywność mogą również powodować powstawanie legionów mózgów. Ponadto mogą dostarczać do mózgu tylko ograniczoną ilość leków.
Nowe urządzenie jest jednak lżejsze. Wykorzystuje również małe wymienne wkłady zawierające leki. W ten sposób naukowcy mogą je w razie potrzeby usuwać i zastępować świeżymi, wypełnionymi lekiem wkładami.
Co więcej, sondy, których używa, są bardzo cienkie - w rzeczywistości nie grubsze niż ludzki włos. Wykorzystuje również niską energię Bluetooth, którą zespół może kontrolować za pomocą technologii smartfonów, aby uwalniać leki do mózgu i stymulować wybrane komórki mózgowe. Obie te innowacje pozwalają naukowcom na bezpieczniejsze i dłuższe korzystanie z urządzenia.
Nie tylko to, ale mogli również stworzyć zautomatyzowane modele badań na zwierzętach, w których mogliby manipulować zachowaniem zwierząt, celując w określone komórki mózgowe za pomocą urządzenia bezprzewodowego.
Autor badania, prof. Michael Bruchas, podkreśla również kliniczny potencjał urządzenia w zakresie umożliwiania naukowcom opracowywania nowych terapii bólu, a także schorzeń neurologicznych i neuropsychiatrycznych.
„Pozwala nam to lepiej przeanalizować podstawę zachowania obwodów neuronowych oraz sposób, w jaki określone neuromodulatory w mózgu dostrajają zachowanie na różne sposoby” - wyjaśnia.
„Chętnie wykorzystamy urządzenie również do kompleksowych badań farmakologicznych, które mogą nam pomóc w opracowaniu nowych leków przeciwbólowych, uzależnień i zaburzeń emocjonalnych” - dodaje prof. Bruchas.
Na razie zespół badawczy będzie kontynuował prace nad tym urządzeniem, mając nadzieję, że ostatecznie zastosuje je w ukierunkowanych badaniach klinicznych.
„To rewolucyjne urządzenie jest owocem zaawansowanej konstrukcji elektroniki oraz potężnej inżynierii w mikro- i nanoskali”.
Współautor badania, prof. Jae-Woong Jeong
„Jesteśmy zainteresowani dalszym rozwojem tej technologii w celu wykonania implantu mózgowego do zastosowań klinicznych” - mówi prof. Jeong.
