Для лечения неврологических заболеваний сегодня используются электрические имплантаты, с помощью которых обеспечивается взаимодействие с периферическими нервами, соединяющими головной и спинной мозг. Через них производится стимуляция или блокировка сигналов в целевых нервах, чтобы облегчить боль, либо, с помощью электрических сигналов, посылаемых к нервам, восстанавливается движение в парализованных конечностях. Также с их помощью производится мониторинг нервов при проведении хирургической операции на участках с высокой концентрацией нервных волокон, например, вблизи спинного мозга.
Имплантаты обеспечивают прямой доступ к нервным волокнам, но, из-за своей громоздкости, могут повредить нервы. Нервы маленькие, и когда к ним прикасаются электродом, это представляет для них опасность.
Чтобы снизить риски повреждения нервов, стали использоваться нервные манжеты, которыми как бы обертываются нервы. Однако и эти устройства все еще слишком громоздкие и жесткие, поэтому их сложно имплантировать и можно повредить нерв.
Разработанное учеными из Кембриджа устройство представляет собой новый тип нервных манжет, которые изготавливаются из проводящих полимеров, обычно используемых в мягкой робототехнике. Они ультратонкие и состоят из двух отдельных слоев. При этом манжеты реагируют на достаточно малое электрическое напряжение – всего несколько сотен милливольт. Под воздействием электрической активации устройства раздуваются или сжимаются, позволяя контролировать или изменять активность нерва.
Эти манжеты настолько малы, что их можно свернуть в иглу и ввести в область целевого нерва. Они образуют вокруг нерва самозамыкающуюся петлю без хирургического вмешательства.
Крошечные роботизированные нервные манжеты, которые могут менять свою форму с помощью электрической активации, полностью меняют подход к лечению неврологических заболеваний
Пока испытания проводились только на крысах. Следующий этап – тестирование роботизированных нервных манжет на других животных, а потом и на людях. По мнению ученых, для внедрения новой биотехнологии понадобится несколько лет.
Результаты исследования опубликованы 26 апреля 2024 года в журнале Nature Materials.