В Объединенных Арабских Эмиратах исследователи из New York University Abu Dhabi (NYUAD) разработали новую форму импланта-катетера для точного введения лекарств в ткани мозга. Он позволит не только равномерно распределять лекарство, но и за один раз покрывать гораздо большую площадь пораженного болезнью участка. Это открывает перспективы успешного лечения таких серьезных заболеваний, как глиобластома, эпилепсия и болезнь Паркинсона. Статья опубликована в журнале Journal of Neural Engineering.
Примеры катетров для введения лекарств: А-С прямые, с разным распределением отверстий; D,E — спиральные, с разным распределением отверстий
Устройство, получившее название SPIRAL (Strategic Precision Infusion for Regional Administration of Liquid – любимая штука ученых, научные аббревиатуры), представляет собой тонкую гибкую трубку в виде вертикальной спирали, или, проще говоря – штопора, особая конструкция которой позволяет равномерно распределять лекарство на достаточно большой площади мозга.
Схема расположения катетера в мозге экспериментального животного и снимок модели устройства, напечатанного на 3D-принтере
Сейчас доставку лекарства в мозг выполняют в основном с помощью катетеров с отверстием на конце, которые позволяют точечно доставлять лекарство в пораженные участки мозга. Однако такие катетеры не могут обеспечить контролируемого распределения лекарства на достаточно большом участке, а скорость распределения лекарства довольно низкая. Часто требуются повторные вставки таких катетеров, что приводит к нежелательному травмированию мозга.
В новом исследовании сначала с помощью моделирования, а затем и в лабораторных испытаниях на крысах ученые показали, что катетер в виде вертикальной спирали имеет намного больше преимуществ. Такой катетер одновременно прочный и гибкий, его гораздо легче вводить в мозг, и при этом лекарство будет распределяться более равномерно и на большом участке, исключая повторное травмирование тканей мозга. Управлять распределением лекарства можно посредством расположения отверстий на катетере, изменяя его толщину и длину.
Схема использованного хиругического оборудования для эксперимента и сравнение следов на мозге от спирального (слева) и прямого (справа) катетеров через 5 недель после имплантации
Выбранная форма спирали позволяет сохранить малую толщину самой трубки импланта, чтобы не вредить тканям мозга при введении, а с другой – большой диаметр спирали позволяет ввести лекарство в гораздо больше зоне. Подобно штопору такой катетер легко входит в ткани мозга, а лекарство поступает из определенным образом расположенных отверстий по всей зоне контакта устройства с тканью мозга. А еще, управляя геометрическими параметрами такой спирали, можно настроить индивидуальную подачу лекарства для каждого пациента и конкретной болезни.
Текст: Юлия Баимова
Batoul Khlaifat et al, Helical neural implants for intracerebral drug delivery, Journal of Neural Engineering (2025). DOI: 10.1088/1741-2552/ae0523