Версия для слабовидящих
Новый микроскопический растворимый имплантат проконтролирует состояние мозга Печать Email
Новости науки
20.01.2016

Команда нейрохирургов и инженеров из Университета Иллинойса (University of Illinois) и Медицинской школы Университета Вашингтона (Washington University School of Medicine) разработала беспроводной датчик, способный следить за внутричерепным давлением и температурой мозга. Устройство размером с рисовое зёрнышко может быть использовано для контроля состояния пациента при черепно-мозговых травмах.

Имплантат после окончания работы буквально растворяется в организме, что избавляет медиков и, главное, пациента от дальнейшей необходимости хирургического вмешательства для удаления устройства.

Ширина имплантата — около одной десятой миллиметра, а длина — всего лишь миллиметр. Устройство изготовлено из полимера PLGA (сополимер молочной и гликолевой кислот) и кремния. Эти материалы, которые позже растворяются в организме, используются в небольших количествах и не вызывают негативные последствия, отмечает разработчик профессор Университета Иллинойса Джон Роджерс (John A. Rogers).

"Материалы по отдельности безопасны, их общая масса очень мала. Примерно в 1000 раз меньше, чем то, что содержится в витаминах", — говорит он.

Датчик с помощью радиоволн передаёт точные показания давления и температуры по беспроводному каналу связи к внешнему устройству.

Чтобы проверить, действительно ли датчик растворяется в организме, инженеры проверили его "разложение" в ёмкости с физиологическим раствором. Эксперимент удался — все имплантаты растворились через несколько дней. Позже учёные проверили прибор на лабораторных крысах. Исследование показало, что датчик передаёт точные данные и растворяется как в специальном растворе, так и в мозге грызунов.

"С помощью современных материалов и конструкций мы продемонстрировали, что можно разработать имплантаты, которые отличаются высокой эффективностью", — говорит Роджерс.

При разработке аппарата учёных больше всего интересовал мониторинг давления и температуры мозга у пациентов с черепно-мозговой травмой. Согласно статистике, в США ежегодно около 50 тысяч людей умирают от таких травм. Когда пациенты с такими проблемами поступают в больницу, то врачи должны немедленно измерить внутричерепное давление в головном мозге, так как дальнейшие повышения давления могут привести к осложнению травмы.

Обычно нейрохирурги пытаются уменьшить давление с помощью лекарств. Но если это не помогает, то пациента отправляют на операцию. Разработанные устройства можно помещать в мозг человека как раз во время таких операций.

"Устройства, используемые сегодня, основаны на технологиях 1980-х годов. Они большие и неповоротливые, у них есть провода, которые подключаются к мониторам в отделении реанимации. Конечно, они дают точные показания, но сегодня существует способ сделать их намного лучше", — объясняет Мёрфи.

По мнению соавтора исследования доктора медицинских наук Рори Мёрфи (Rory K. J. Murphy), электронные устройства и их применение в медицине активно развиваются. "Но главная проблема всегда была в том, что имплантаты, помещённые в тело человека, вызывают иммунную реакцию, что плохо для пациентов. Преимущество новых устройств в том, что они растворяются со временем", — считает Мёрфи.

Он также отмечает, что существенный плюс нового устройства и в том, что при его использовании не нужно проводить дополнительные операции по его извлечению. Это уменьшает риск развития различных инфекций и дальнейших осложнений. "Вы можете нанести дополнительный урон, когда извлекаете устройство", — говорит Роджерс, отмечая, что было бы намного лучше использовать прибор, который не нужно "вынимать" обратно.

"Этот полностью разлагаемый датчик — впечатляющее достижение инженерной мысли", — добавляет материаловед Университета Шеффилда Фредерик Клейсенс (Frederik Claeyssens).

По словам одного из авторов исследования доцента неврологической и ортопедической хирургии в Университете Вашингтона Уилсона Рэя (Wilson Z. Ray), основные проблемы, касающиеся размера устройства, уже решены. Теперь есть идея разработать устройство, которое можно поместить не только в мозг, но и в другие органы: для того чтобы контролировать другие аспекты здоровья мозга, а также других органов тела.

Данные о состоянии организма, переданные по беспроводной сети, покажут врачам, есть ли необходимость хирургического вмешательства. А если нет, то устройство просто растворится, отмечает учёный.

Сейчас американские специалисты готовятся провести испытания технологии на пациентах.

Полученные результаты исследователи опубликовали в журнале Nature.

Добавим, что в последнее время наблюдается существенный прогресс в разработке беспроводных датчиков. Так, в Японии разработали одноразовый датчик мокрого подгузника, а новые ползунки со встроенным компьютером проинформируют о состоянии ребёнка.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2709896

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта