Innowacyjny implant mózgowy. Dostarcza leki z chirurgiczną precyzją
Ludzki mózg nie bez przyczyny nazywany jest doskonałym biologicznym komputerem. To jeden z najbardziej złożonych organów, zbudowany z miliardów neuronów ułożonych w wysoce wyspecjalizowane obszary. Niestety oznacza to również, że leczenie jego zaburzeń jest ogromnym wyzwaniem, zarówno jeśli chodzi o dotarcie do konkretnych fragmentów, jak i unikanie groźnych uszkodzeń.
Każda ingerencja w strukturę mózgu niesie ze sobą ryzyko, ale wiele chorób - od padaczki po guzy mózgu - wymaga precyzyjnego dostarczania leków dokładnie tam, gdzie pojawia się problem. Dotychczas stanowiło to ogromne wyzwanie, ale naukowcy z NYU Abu Dhabi opracowali urządzenie, które może stać się punktem zwrotnym w terapii neurologicznych, a swoje osiągniecie opisali na łamach "Journal of Neural Engineering".
Mała spirala, wielka zmiana
A chodzi o nowy implant o nazwie SPIRAL (Strategic Precision Infusion for Regional Administration of Liquid), który wygląda jak niepozorna elastyczna rurka, ale może zrewolucjonizować sposób podawania leków do mózgu. W przeciwieństwie do tradycyjnych cewników, uwalniających substancję zaledwie w jednym lub dwóch miejscach, SPIRAL robi to w wielu precyzyjnie rozmieszczonych punktach.
W praktyce oznacza to, że może jednocześnie dostarczać lek do kilku sąsiadujących obszarów mózgu, równomiernie rozprowadzając lek w obrębie większego obszaru tkanki mózgowej, bez konieczności wprowadzania wielu implantów. To ogromny postęp, jeśli chodzi o bezpieczeństwo, szybkość i skuteczność terapii.
Zaburzenia neurologiczne często wynikają z bardzo konkretnych obszarów mózgu, ale nasze obecne narzędzia do ich precyzyjnego leczenia są ograniczone. SPIRAL pozwala nam dotrzeć do kilku regionów jednocześnie, bez zwiększania ryzyka, co może całkowicie zmienić sposób, w jaki podajemy leki przy takich schorzeniach
Bezpieczeństwo i precyzja
Zespół z NYUAD przeprowadził serię testów laboratoryjnych i symulacji komputerowych, które potwierdziły, że implant działa nie tylko skutecznie, ale i bezpiecznie. SPIRAL nie wywoływał wyższego poziomu stanu zapalnego niż obecne urządzenia, co oznacza, że może być stosowany również w długoterminowym leczeniu.
Nasza konstrukcja rozwiązuje duży problem tradycyjnych implantów mózgowych, które zwykle uwalniają leki tylko w jednym lub dwóch miejscach. SPIRAL umożliwia równomierne rozprowadzenie leków na większym obszarze mózgu, pozostając przy tym bezpiecznym i minimalnie inwazyjnym rozwiązaniem - mówi współautorka badań Batoul Khlaifat.
Kluczowym elementem konstrukcji jest spiralny kształt i precyzyjnie rozmieszczone mikro-otwory, które zapewniają równomierny przepływ leku. Zespół badawczy zastosował symulacje CFD (Computational Fluid Dynamics), aby dostosować średnice portów i osiągnąć idealny balans przepływu. W przyszłości SPIRAL może być jednak czymś więcej niż tylko systemem do infuzji leków.
Naukowcy przewidują, że jego konstrukcja pozwoli na zastosowanie w stymulacji elektrycznej, a nawet integrację z mikrosensorami lub systemami neuromodulacji. Takie rozwiązania mogłyby znaleźć zastosowanie w terapii choroby Parkinsona, padaczki czy leczeniu bólu neuropatycznego. Jak zapewniają badacze, dzięki optymalizacji przepływu mogą też stworzyć platformę, którą da się zastosować również w leczeniu innych narządów, gdzie równie ważne jest precyzyjne podanie substancji aktywnej bez uszkodzenia zdrowej tkanki.
