Cercetatorii de la EPFL au reusit sa permita soarecilor cu leziuni medulare sa mearga din nou, folosind o combinatie de stimuli electrici si chimici. Insa aplicarea acestei metode pe subiecti umani ar necesita implanturi multifunctionale care ar putea fi fixate pe suprafata maduvei spinarii pentru o perioada indelungata, fara a produce vreo leziune tesuturilor inconjuratoare. Exact acest lucru a fost demonstrat de profesorii Stéphanie Lacour si Grégoire Courtine. Implantul e-Dura este un dispozitiv special conceput pentru a fi implantat pe suprafata creierului sau a maduvei spinarii. Micul dispozitiv imita indeaproape proprietatile mecanice ale tesuturilor vii, emite impulsuri electrice si poate elibera simultan substante medicamentoase. Riscurile de respingere sau de vatamare la nivelul maduvei spinarii au fost drastic reduse. Un articol despre acest implant, a aparut la inceputul lunii ianuarie, in Science Magazine.
Asa-numitele "implanturi de suprafata" au ajuns intr-un impas: nu se pot pastra mult timp la nivelul maduvei spinarii sau al creierului, sub membrana protectoare a sistemului nervos (cunoscuta sub numele "dura mater") deoarece, atunci cand se misca sau se intind, tesuturile nervoase se freaca de suprafata acestor dispozitive rigide. Dupa un timp, aceste frecari repetate provoaca inflamatii, formeaza testut cicatricial si duc la respingerea implantului de organism.
Un implant "grijuliu"
Flexibil si mladios, implantul se fixeaza sub dura mater, direct pe suprafata maduvei. Elasticitatea acestuia si potentialul sau de deformare sunt aproape identice cu tesutul viu care-l inconjoara. Acest lucru reduce frecarea si inflamatia la minim. Cand a fost implantat in subiectii testati, prototipul e-Dura nu a produs niciun fel de vatamare si n-a cauzat nicio reactie de respingere, chiar si dupa doua luni de la implantare. Implanturile cunoscute pana in prezent, mult mai rigide, ar fi produs vatamari semnificative tesutului nervos in toata aceasta perioada.
Cercetatorii de la EPFL au testat prototipul implantului pe soareci paralizati, aplicand un protocol de reabilitare care combina stimularea electrica si cea chimica. Nu numai ca implantul si-a demonstrat biocompatibilitatea, dar a si functionat perfect, permitand soarecilor sa-si recupereze abilitatea de a merge dupa cateva saptamani de instruire.
"Implantul e-Dura poate fi pastrat timp indelungat in maduva spinarii sau in cortex, tocmai pentru ca are aceleasi proprietati, din punct de vedere mecanic, cu dura mater. Acest implant ofera noi posibilitati terapeutice pentru persoanele care au suferit un traumatism sau sufera de tulburari neurologice si, mai ales, pentru pacientii paralizati ca urmare a unor leziuni suferite la nivelul maduvei spinarii", a explicat Stéphanie Lacour, coautoare a studiului si profesor la EPFL.
Flexibilitate de tesut, eficienta a electronicii
Realizarea implantului e-Dura a fost practic, o performanta inginereasca. Desi este flexibil si mladios ca un tesut viu, implantul contine elemente electronice care stimuleaza maduva spinarii la locul leziunii. Substratul de silicon este strabatut de circuite electrice din aur care pot fi contorsionate si intinse. Electrozii sunt confectionati dintr-un compozit inovator de microparticule din siliciu si platina. Acestia se pot curba in orice directie, asigurand in acelasi timp o conductivitate electrica optima. In cele din urma, un microcanal fluid permite eliberarea de substante medicamentoase – in acest caz, neurotransmitatori – care vor reanima celulele nervoase de sub tesutul lezat.
De asemenea, implantul poate fi utilizat pentru a monitoriza in timp real impulsurile electrice care vin de la creier. Astfel, oamenii de stiinta au putut capta cu precizie intentiile motorii ale subiectului testat inainte ca acestea sa fie transformate in miscare.
"Este primul implant neuronal de suprafata proiectat inca de la inceput pentru utilizare pe termen lung. Pentru a putea fi construit, a trebuit sa combinam cunostinte dintr-o arie larga de domenii", afirma Grégoire Courtine, coautor al studiului si profesor la EPFL. "Acestea includ stiinta materialelor, electronica, neurostiinta, medicina si programare algoritmica. Nu cred ca exista multe locuri in lume in care sa se poata intalni nivelul de cooperare interdisciplinara care exista la noi, in Centrul pentru neuroprotezari."
In prezent, implantul e-Dura a fost testat la nivelul maduvei spinarii pe soareci paralizati, insa potentialul aplicarii acestuia pe scara larga este imens, de exemplu, in tratarea epilepsiei, maladiei Parkinson si gestionarea durerilor cronice. Cercetatorii intentioneaza ca in viitor sa poata realiza studii clinice pe subiecti umani si sa dezvolte un prototip care sa poata fi comercializat.
Sursa: actu.epfl.ch
Articol scris de Niki si Alex, voluntari ProStemCell.org. Toate drepturile rezervate.
ATENTIE: Preluarea acestui articol este INTERZISA fara acordul in scris al ProStemCell.org
