211service.com
Płynny metal używany do ponownego połączenia zerwanych nerwów
Kiedy nerwy obwodowe są zerwane, utrata funkcji prowadzi do atrofii zaatakowanych mięśni, dramatycznej zmiany jakości życia i, w wielu przypadkach, skrócenia oczekiwanej długości życia.
Pomimo dziesięcioleci badań nikt nie wymyślił skutecznego sposobu na ponowne połączenie uszkodzonych nerwów. Istnieją różne techniki zszywania końców z powrotem lub wszczepiania nerwów w szczelinę utworzoną między odciętymi końcami.
Ostatecznie sukces tych technik zależy od zdolności zakończeń nerwowych do odrastania i łączenia się ze sobą. Ale biorąc pod uwagę, że nerwy rosną w tempie 1 mm dziennie, ponowne połączenie może zająć dużo czasu, czasem lata. W tym czasie mięśnie mogą ulec nieodwracalnej degradacji, co prowadzi do długotrwałej niepełnosprawności.
Tak więc neurochirurdzy od dawna mają nadzieję, że uda im się utrzymać aktywność mięśni podczas regeneracji nerwów. Jedną z możliwości jest elektryczne połączenie odciętych końcówek, aby sygnały z mózgu nadal mogły się przedostać. Ale jak to zrobić skutecznie?
Dziś Jing Liu z Uniwersytetu Tsinghua w Pekinie i kilku kumpli twierdzą, że po raz pierwszy ponownie połączyli odcięte nerwy za pomocą ciekłego metalu. Mówią, że przewodząc sygnały elektryczne między odciętymi końcami nerwu, metal znacznie przewyższa standardową sól fizjologiczną elektrolitu używaną do zachowania właściwości elektrycznych żywej tkanki.
Inżynierowie biomedyczni od jakiegoś czasu przyglądają się ciekłemu stopowi galu, indu i selenu (67 procent Ga, 20,5% In i 12,5% objętości Se). Ten materiał jest płynny w temperaturze ciała i uważa się, że jest całkowicie łagodny. W związku z tym badali różne sposoby wykorzystania go wewnątrz ciała, takie jak for obrazowanie .
Teraz zespół chińskich inżynierów biomedycznych twierdzi, że właściwości elektryczne metalu mogą pomóc w zachowaniu funkcji nerwów podczas ich regeneracji. Przeprowadzili też pierwsze eksperymenty, aby pokazać, że technika jest opłacalna.
Jing i spółka zastosowali nerwy kulszowe połączone z mięśniem łydki pobranym od żab ryczących. Zaaplikowali impuls na jeden koniec nerwu i zmierzyli sygnał docierający do mięśnia łydki, który kurczył się z każdym impulsem.
Następnie przecięli nerw kulszowy i umieścili każdy z odciętych końców w kapilarze wypełnionej ciekłym metalem lub roztworem Ringera, roztworem kilku soli zaprojektowanych tak, aby naśladować właściwości płynów ustrojowych. Następnie ponownie zastosowali impulsy i zmierzyli sposób ich rozprzestrzeniania się w szczelinie.
Wyniki są interesujące. Jing i spółka twierdzą, że impulsy, które przeszły przez roztwór Ringera, miały tendencję do poważnej degradacji. Natomiast impulsy łatwo przechodziły przez ciekły metal. Zmierzony sygnał elektroneurograficzny z przeciętego nerwu kulszowego żaby ryczącej, ponownie połączonego przez ciekły metal po stymulacji elektrycznej, był zbliżony do sygnału z nienaruszonego nerwu kulszowego, powiedzmy Jing i spółka.
Co więcej, ponieważ ciekły metal wyraźnie widać na zdjęciach rentgenowskich, można go łatwo usunąć z organizmu, gdy nie jest już potrzebny, za pomocą mikrostrzykawki.
To pozwala Jing i spółka spekulować na temat możliwości przyszłych zabiegów. Ich celem jest stworzenie specjalnych kanałów do ponownego łączenia odciętych nerwów, które zawierają ciekły metal w celu zachowania przewodnictwa elektrycznego, a tym samym funkcji mięśni, ale także zawierają czynnik wzrostu wspomagający regenerację nerwów.
To ekscytująca możliwość, ale wciąż daleka od jakiegokolwiek leczenia. Pytania, które stawia, są niezliczone. Jaką część funkcji mięśni można w ten sposób zachować? Czy ciekły metal może jakoś przeszkadzać lub uniemożliwiać regenerację? A jak bezpieczny jest ciekły metal wewnątrz ciała, zwłaszcza jeśli wycieka?
Są to pytania, na które Jing i inni mają nadzieję odpowiedzieć w najbliższej przyszłości, najpierw na modelach zwierzęcych, a później prawdopodobnie na ludziach. Oczekuje się, że ten materiał łączący nerwy nowej generacji będzie ważny dla regeneracji funkcjonalnej podczas regeneracji uszkodzonego nerwu obwodowego i optymalizacji neurochirurgii w najbliższej przyszłości.
Możliwe więc, że ciekły metal stanie się w przyszłości ważnym składnikiem w leczeniu urazów nerwów.
Nr ref:: http://arxiv.org/abs/1404.5931 : Ciekły metal jako kanał łączący lub funkcjonalny kanał regeneracyjny dla przeciętego nerwu kulszowego