美國西北大學材料科學家和工程師與華盛頓州大學的神經外科醫生共同研發出一種裝置,能夠向手術後的老鼠神經末梢傳遞有規律的電脈衝。研究人員宣稱,這種裝置能夠加速老鼠腿部神經的再生,並且提高肌肉強度和控制力的恢復程度。這種無線裝置只有硬幣大小而且薄如紙片,維持大約兩個周的工作之後就會被身體吸收。

研究團隊將這種臨時性工程學技術描述爲自然醫學,它最終將能夠補充或者取代人類目前所採用的藥物治療方法。此外,這種生物電子醫學技術據說能夠用於臨牀並且直接作用在需要治療的部位,這也能夠減少傳統的永久式植入物的副作用和風險性。

研究論文的合著者,西北大學的John A Rogers教授稱:“這種工程設計的系統能夠提供積極的治療效果,而且最終將完全消失在身體內。這種治療方法能夠讓患者開始考慮除藥物和化學制劑之外的其它治療選擇。”

據研究人員稱,這些發現爲神經受損的患者帶來了新的治療希望。對於需要進行手術的患者,常規方法是在他們手術治療的過程中採用一種電刺激的方法。但是目前爲止,醫生們沒有找到一種方法能夠在患者恢復和痊癒的各個時間段提供連續不斷的電刺激。

華盛頓大學生物醫學工程學副教授,研究論文的合著者Wilson Zack Ray博士稱:“我們都清楚手術過程中的電刺激是有效的,但是一旦手術結束,這種介入的窗口就會被關閉。藉助這種裝置,我們已經證實,按照預設程序進行的電刺激能夠進一步提高神經的恢復程度。”

這項技術利用的是一種超薄的彈性裝置,它包裹在受損神經周圍並且在設定的時間點釋放電刺激,直到幾天後在身體內分解。研究人員是通過一個體外發射器爲這種裝置提供能量並進行操控的。

華盛頓大學的研究人員在坐骨神經受損的老鼠體內對這種生物電子學裝置進行了研究。坐骨神經負責傳遞腿部信號,並且操控小腿和腳部的肌腱和肌肉羣。研究人員藉助這種裝置以每天一小時的頻率對老鼠分組進行了持續1天、3天和6天的電刺激,他們還設置了一組沒有電刺激的對比試驗。在接下來的10個周時間裏研究人員對這些老鼠的恢復情況進行了監測。

研究人員發現,任何一隻接受電刺激的老鼠,其肌肉質量和肌肉強度都超過未接受電刺激的老鼠。此外,老鼠接受電刺激的天數越長,它們神經信號傳遞和肌肉強度的恢復就更快而且更徹底。研究人員並未發現這種裝置的電刺激和吸收帶來其它有害的生物學效應。

Ray稱:“在我們進行這項研究之前,我們並不確定更長時間的電刺激是否會帶來不同,現在我們已經知道了結果,那麼我們就能夠嘗試尋找最理想的電刺激時間來讓恢復效果最大化。比如12天的電刺激是否會比6天帶來更好的治療效果?或許我們下一步就要開始探索。”這項研究同樣表明,這種裝置不僅能夠充當一種臨時的起搏器,還能夠成爲脊髓和其它需要電刺激的身體部位的一種接口。)

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