车祸,运动伤害,甚至太多的打字和短信都会伤害周围神经,使人的手,胳膊或腿部麻木,刺痛和虚弱。恢复可能需要数月,医生几乎无法提供加速。
现在,圣路易斯和西北大学华盛顿大学医学院的研究人员开发出一种可植入的,可生物降解的装置,可以为大鼠受损的周围神经提供定期电脉冲,帮助动物重新恢复腿部神经,恢复神经功能。肌肉力量更快。该装置的大小为四分之一,持续约两周才完全被人体吸收。
该研究结果于10月8日在Nature Medicine上发表。
对于大多数患有周围神经损伤的人,医生建议使用止痛药,如阿司匹林和物理治疗。严重的病例可能需要手术,并且标准做法是在手术期间对受伤的神经施加一些电刺激以帮助恢复。
“我们知道手术过程中的电刺激会有所帮助,但一旦手术结束,干预的窗口就会被封闭,”共同资深作者Wilson“Zack”Ray医学博士说,他是神经外科,生物医学工程副教授,华盛顿大学的骨科手术。“通过这种装置,我们已经证明,按计划进行的电刺激可以进一步促进神经恢复。”
与大脑和脊髓中的神经元不同,穿过手臂,腿和躯干的外周神经可在受伤后再生。电刺激触发促生长蛋白的释放,增强神经细胞的天然能力,帮助它们更快更完全地再生。
但到目前为止,医生还没有办法继续提供额外的提升。
西北大学的共同资深作者John Rogers博士及其同事设计并开发了一种装置,它可以缠绕受伤的神经并在装置无害地降解体内之前提供电脉冲数天。该设备由身体外部的发射器无线供电,其功能与手机充电垫非常相似。
“这些平台代表了'生物可吸收电子医学'的第一个例子 - 工程系统以可编程的剂量形式提供活跃的治疗功能,然后自然地消失在体内,没有任何痕迹,”罗杰斯说。“在这里报告的案例中,我们制造了生物可吸收电子设备,通过在愈合过程中的选定时间点通过电刺激,支持与周围神经损伤恢复相关的独特功能。”
研究人员研究了受伤坐骨神经的大鼠。这个神经在腿上下发送信号,控制小腿和脚的腿筋和肌肉。他们使用该装置每天向大鼠提供一小时的电刺激一天,三天或六天,或根本没有电刺激,然后监测他们在接下来的10周内的恢复情况。在帮助大鼠恢复肌肉质量和肌肉力量方面,任何电刺激总比没有好。此外,大鼠接受电刺激的天数越多,他们就越快和彻底地恢复神经信号和肌肉力量。
“在我们进行这项研究之前,我们不确定更长的刺激会产生什么影响,现在我们知道它确实可以开始尝试找到理想的时间范围,以最大限度地恢复,”雷说。“如果我们用电刺激12天而不是6天,会有更多的治疗效益吗?也许。我们现在正在研究这个问题。“
通过改变设备中材料的成分和厚度,Rogers及其同事可以控制它在崩解前持续的精确天数。他们现在正致力于开发新版本,可以在降级前提供数周的电脉冲。
“对于这些神经损伤患者来说,确实没有治疗选择,”雷说。“这也不是一种治疗选择,因为它尚未在人体中进行过测试。但我对此感到很兴奋,因为它是一种治疗周围神经损伤的新方法,它可能提供一种解决方案,而今天在临床领域确实没有。“
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