کاف الکترود آزمایش درمان‌های پزشکی را که از برق برای بهبودی استفاده می‌کنند، بهبود می‌بخشد

مهندسان دانشگاه ویرجینیای غربی با توسعه MouseFlex در حال برداشتن یک گام بزرگ به سمت “پزشکی بیوالکترونیک” هستند، رویکردی پیشرفته که از جریان الکتریکی به عنوان درمانی برای درد و بیماری استفاده می کند. این دستگاه تحقیق در مورد تکنیکی به نام “تحریک عصب واگ” یا VNS را تسهیل می کند.

عصب واگ مسئول اعمال غیر ارادی بدن مانند ضربان قلب، تنفس و هضم است.

از آنجایی که آزمایش‌های VNS روی موش‌ها باید قبل از آزمایش درمان‌های بیوالکترونیک جدید بر روی انسان انجام شود، MouseFlex – الکترود کوچکی که به شکل سرآستین مانند کاف آستین پیراهن شکل گرفته است – در اطراف عصب واگ موش قرار می‌گیرد و تحویل می‌دهد. تکانه های الکتریکی

به گفته توسعه دهندگان، MouseFlex از نظر مقاومت در برابر جریان الکتریکی که از طریق آن عبور می کند و کنترل آن در طول جراحی، از فناوری موجود بهتر عمل می کند.

مهندس بیومدیکال تائو سان، استادیار پژوهشی در کالج مهندسی و منابع معدنی بنجامین ام استاتلر، گفت که MouseFlex نه تنها آزمایش‌های مؤثرتری در مورد درمان‌های VNS در جوندگان را امکان‌پذیر می‌کند، بلکه طراحی آن را می‌توان برای انسان نیز تطبیق داد.

سان گفت: «این تحقیق مهم است زیرا الکترودهای منعطف ما پس از تحریک الکتریکی فعال می مانند. “آنها به تماس نزدیک با عصب واگ موش دست می یابند و دست زدن به جراحی را تحمل می کنند. MouseFlex بلافاصله به عصب شناسان و محققان در مهندسی عصبی سود می رساند، اما بیماران مبتلا به بیماری مقاوم به دارو از راه دور بهره مند می شوند.”

نتایج مطالعه در مجله ظاهر می شود Acta Biomaterialia.

لورن ریث، دانشیار دپارتمان مهندسی مکانیک و هوافضا گفت: «تحریک عصب واگ برای بیماران مبتلا به بیماری هایی مانند صرع مقاوم به دارو استفاده می شود.

“دستگاه های VNS با تحریک عصب واگ چپ در گردن، تنظیم سیگنال های عصبی که عملکرد سیستم های اندام بدن را هماهنگ می کند، آن شرایط را درمان می کنند. عصب واگ مغز شما را به اندام هایی مانند قلب، ریه ها یا معده متصل می کند. نام “واگ” به «سرگردان» اشاره می‌کند، زیرا عصب منشعب می‌شود و گسترش می‌یابد تا آن اندام‌ها را به مغز شما متصل کند.

ریث گفت: شاخه های عصب واگ انسان در گردن “حدود 10 اینچ قطر دارند و تقریباً 100000 رشته عصبی دارند. اسپاگتی پخته شده مشابه خوبی برای اندازه و “نرم بودن” عصب واگ در انسان است، اما تحقیقات ما به این موضوع می پردازد. با عصب واگ در موش، که 20 برابر کوچکتر است: قطر یک رشته مو ضخیم. الکترودهای MouseFlex که در اطراف آن عصب قرار می گیرند، حدود 10 برابر نازکتر از موی انسان هستند.

به دلیل اندازه کوچک عصب واگ موش و الکترودها، ارتباط با عصب چالش برانگیز بوده و پایدار ماندن الکترودها در طول فرآیند تحریک الکتریکی چالش برانگیز بوده است.

سان گفت که از اینکه MouseFlex چگونه با این چالش ها روبرو شده است شگفت زده شده است.

او گفت: استحکام الکترودها در این سطح نادر و بسیار هیجان انگیز است. تمام الکترودهای MouseFlex پس از یک میلیارد چرخه تحریک الکتریکی در هشت میلی آمپر فعال ماندند – تهاجمی ترین تحریک الکتریکی که تا به امروز در تحقیقات همتایان دیده ام.

“بعد از اینکه ما عمل جراحی را انجام دادیم، سپس الکترودها را برداشتیم و آنها را تمیز کردیم، عملکرد الکتروشیمیایی تا حد زیادی به سطح قبل از جراحی تغییر کرد، به این معنی که این الکترودها جابجایی جراحی را تحمل می کنند. این برای مطالعات بالینی و تجاری سازی بسیار مهم است.”

ریث تخمین زده است که تقریباً 125000 نفر در سراسر جهان دارای محرک های VNS برای صرع یا افسردگی هستند. با این حال، وضعیت جدیدی که برای درمان VNS مورد ارزیابی قرار می گیرد، آرتریت روماتوئید است، یک وضعیت خود ایمنی که در آن سیستم ایمنی به مفاصل بدن حمله می کند.

یک شرکت – SetPoint Medical – در حال انجام یک کارآزمایی بالینی چند مرکزی بر روی VNS برای درمان آرتریت روماتوئید است و دکتر پیتر کنراد، رئیس دانشکده پزشکی WVU دپارتمان جراحی مغز و اعصاب در موسسه راکفلر علوم اعصاب، رهبری یکی از سایت‌های کارآزمایی بالینی را بر عهده دارد. علوم بهداشتی.

ریث، با اشاره به سایر شرایط پزشکی گسترده با پتانسیل پاسخگویی به درمان بیوالکترونیک، از جمله واکنش‌های واکنشی، پیش‌بینی کرد: «اگر درمان بیماری‌های خودایمنی مانند آرتریت روماتوئید کار کند و دستگاه‌هایی برای این منظور تأیید شوند، احتمالاً تعداد بیماران VNS به میزان قابل توجهی افزایش خواهد یافت. بیماری راه هوایی و بیماری قلبی.

او گفت: “سیستم های VNS نگرانی های ایمنی عمده ای ندارند.” جراحی برای قرار دادن الکترود و محرک خطراتی دارد، اما جراحان مغز و اعصاب از روش‌های ثابت شده پیروی می‌کنند. ممکن است عوارض جانبی مانند تغییر صدا از تحریک وجود داشته باشد، که برای صرع هر چند دقیقه یکبار اتفاق می‌افتد، اما این موارد به ندرت نیاز به خاموش کردن محرک دارد. البته، درمان‌های جدید ممکن است نگرانی‌های ایمنی متفاوتی داشته باشند، و این بخش مهمی از روند بررسی سازمان غذا و دارو است.»

سان چندین شرایط اضافی را ذکر کرد که تحریک عصب واگ با استفاده از الکترودهای انعطاف‌پذیر مانند MouseFlex نویدبخش است: افسردگی، چاقی و فشار خون بالا که به عنوان فشار خون بالا نیز شناخته می‌شود.

سان گفت: “برای بسیاری از بیماران مقاوم به دارو، تعدیل عصب واگ قابل اعتماد و ایمن راه های جدیدی را برای درمان های موثر با عوارض جانبی کم یا بدون عوارض باز می کند.” “و فناوری MouseFlex ما همچنین می‌تواند با اعصاب علاوه بر عصب واگ مانند اعصاب سیاتیک و خاجی و نخاع ارتباط برقرار کند. تحریک نخاع برای مدیریت درد مزمن موثر است و می‌تواند قابلیت حرکت از دست رفته را برای بیماران فلج بازگرداند.”