植入式神经冷却装置实现按需镇痛
根据一期《科学》杂志报道,由美国西北大学领衔的一支研究团队成功研发出一种小型、柔软、灵活的植入物。这种前所未有的设备无需药物即可针对性地缓解痛感,已经在动物模型中得到了验证。这一突破性进展有可能为替代类药物和其他成瘾性药物的治疗方案开辟新的道路。
这种生物相容的水溶性装置薄如纸张,最宽处仅有5毫米,从一端卷曲成带状,轻柔地缠绕在神经上,无需缝合。其工作原理是通过柔和地包裹神经,精确而针对性地将之“冷却”,从而使神经产生麻木感,并阻断其向大脑传递的疼痛信号。与冷却大面积组织不同,它不会带来组织损伤和炎症等副作用。
值得一提的是,该设备配备有外置泵,使用户能够远程激活装置,随时调整其强度。当不再需要该装置时,它会被人体的自然过程所吸收,无需通过手术摘除。
研究人员介绍,新装置的原理其实就和我们出汗降温的生理反应类似,利用了一个广为人知的概念蒸发。装置内含有一种液体冷却剂,被引导至特定位置的神经上发生蒸发。
“当神经降温时,通过神经传递的信号会变得越来越慢,最终完全停止。”该研究的合著者、华盛顿大学医学院的马修麦克尤恩博士解释道,“我们的目标是对付周围神经,这些神经负责将大脑和脊髓与身体其他部位连接起来,传递包括疼痛在内的感觉刺激。通过仅向一两个目标神经传递降温效果,我们可以有效地调控身体特定区域的疼痛信号。”
为了产生这种冷却效果,装置内设计了微流控通道。其中一个通道含有液体冷却剂(全氟戊烷),这一成分已经被临床批准用于超声造影剂和加压吸入器。另一个通道则含有干燥氮气。当液体和气体流入共同的腔室时,就会发生反应,导致液体迅速蒸发。为了确保神经不会过度冷却导致组织损伤,装置中还配备了一个微小的集成传感器,用于监测神经的温度。
研究人员认为,这种装置对于那些接受常规手术甚至截肢手术的患者来说具有极大的价值。这些患者在术后通常需要药物治疗来缓解疼痛。现在,外科医生可以在手术过程中植入这个装置,帮助患者有效缓解术后疼痛。这项创新不仅为患者带来了福音,也为医疗领域注入了新的活力。