Электронный микронасос для доставки лекарств в мозг

Видео: Александр Каплан / Нейроинтерфейсы, кибермедицина, полный протез тела, протезирование функций мозга

Для лечения неврологических заболеваний ученые за последние десятилетия разработали множество потенциально эффективных лекарств, но они не могут применяться на практике.

Фармакотерапия остается наиболее распространенной опцией при большинстве заболеваний центральной нервной системы.

Но многие перспективные препараты проваливают клинические испытания по таким причинам:

• Они не проникают через гематоэнцефалический барьер
• Они токсичны для других органов при системном применении
• Они оказывают неспецифическое действие (на другие зоны мозга)

Видео: #35 Новости аватар-технологий / Самособирающиеся артерии и вены, Искусственное сердце из губки, etc

Для эффективного лечения такого заболевания как эпилепсия лучше всего ввести лекарственное вещество в нужный участок мозга и в нужное время. А с такой задачей современные лекарственные формы просто не справляются.

Чтобы решить проблему, группа исследователей из Института системных нейронаук (Франция) под руководством доктора Кристофа Бернара вместе с коллегами из cole des Mines de Saint- tienne (Франция) и Линчёпингского университета (Швеция) разработала органический электронный микронасос, который может доставлять различные противосудорожные препараты для подавления эпилептической активности прямо в мозговую ткань.



Результаты работы ученых были опубликованы в журнале Advanced Materials.

Эпилепсия – это типичный пример заболевания, для которого многие лекарственные препараты не удается вывести на рынок в связи с опасными побочными эффектами, хотя они могли бы стать ценной альтернативой для тысяч пациентов.



Во время эпилептического приступа нервные клетки в определенной зоне мозга внезапно активируются, что вызывает судороги и другие симптомы. Ученые задались вопросом: как можно вводить лекарства в эти самые зоны и именно тогда, когда это необходимо?

Чтобы ответить на этот вопрос, команда Кристофа Бернара (ISN) и Георга Малляра ( cole des Mines of Saint- tienne) с помощью шведской группы под руководством Магнуса Берггена (Link ping University) попыталась имплантировать биосовместимый микронасос-трубку в нервную ткань для введения лекарств.

Микронасос, который в 20 раз тоньше человеческого волоса, состоит из катионообменной мембраны, проницаемой преимущественно для катионов. Она пропускает положительно заряженные ионы, коими могут являться ионы лекарственных молекул. Когда к микронасосу прикладывается электрический ток, лекарство начинает подаваться в нужную область мозга.

Остается только подать ток в нужное время. Чтобы сделать это, ученые соединили органический микронасос со своим электронным чипом, который был разработан еще в 2013 году. Устройство получилось полностью автономным.

Чтобы проверить эффективность новой технологии, исследователи воспроизводили эпилептическую активность в нейронах лабораторных мышей in vitro. Затем они вводили с помощью микронасоса гамма-аминомасляную кислоту (GABA) – природное вещество, которое подавляет активность нейронов. Ученые подтвердили, что этот метод не только прекращает эпилептическую активность в заданной области, но и, что особенно важно, не нарушает функционирование соседних областей.

Основываясь на предварительных результатах, они говорят, что очень скоро можно будет превратить уникальный микронасос в востребованную высокоэффективную терапию, изменяющую лечение эпилепсии и других болезней, которые сегодня трудно контролировать.