A Northwestern Egyetem kutatócsoportja által kifejlesztett biokompatibilis, vízben oldódó eszköz úgy működik, hogy lágyan az idegek köré tekeredik, majd célzott hűtéssel elzsibbasztja az idegeket és blokkolja az agyba induló fájdalomjeleket. Egy külső pumpa lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy távolról aktiválja az eszközt, és növelje vagy csökkentse hatásának intenzitását. Miután már nincs szükség, természetes módon felszívódik, így nem kell műtéti úton eltávolítani.
A kutatók úgy vélik, hogy az eszköz leginkább a rutinműtéteken vagy amputáción átesett betegek számára lesz értékes, mert náluk általában szükség van a műtét utáni gyógyszeres kezelésre. A sebészek a műtét során ültethetnék be az eszközt, hogy segítsen kezelni a beteg posztoperatív fájdalmát.
Ehhez hasonló fájdalomcsillapító még nem volt
„Bár az opioidok rendkívül hatékonyak, rendkívül addiktívak is. Mérnökökként az az elképzelés motivált minket, hogy a fájdalmat gyógyszerek nélkül kezeljük, egy olyan módszerrel, amely azonnal be- és kikapcsolható, és a felhasználó irányíthatja az intenzitását. Ez a technológia olyan mechanizmusokat használ, amelyek némi hasonlóságot mutatnak azokkal, amelyek miatt az ujjaink a hidegben elzsibbadnak. Az implantátum lehetővé teszi, hogy ezt a hatást programozható módon, közvetlenül a megcélzott idegekre, vagy akár a környező lágyszövetek mélyén elhelyezkedő idegekre is kifejtsük” – mondta az eszköz kifejlesztését vezető John A. Rogers, a Northwestern professzora.
Az implantátum tudományos fantasztikumnak tűnhet, ám egy egyszerű, mindenki által ismert jelenséget használ ki: a párologtatást. Hasonlóan ahhoz, ahogyan az izzadság párolgása hűti a testet, az eszköz egy folyékony hűtőfolyadékot tartalmaz, amely az érzékelőidegeket érintve párolog el.
„Ahogy lehűtjük az ideget, a benne terjedő jelek egyre lassabbá válnak, végül teljesen leállnak” – mondta Matthew MacEwan, a St. Louis-i Washingtoni Egyetem Orvosi Karának kutatója, a tanulmány társszerzője. „Kifejezetten a perifériás idegeket célozzuk meg, amelyek az agyat és a gerincvelőt kötik össze a test többi részével. Ezek az idegek közvetítik az érzékszervi ingereket, beleértve a fájdalmat is. Azzal, hogy csak egy vagy két célzott idegre fejtünk ki hűtő hatást, hatékonyan tudjuk modulálni a fájdalomjeleket a test egy adott régiójában” – tette hozzá.
A hűtőhatás kiváltásához az eszköz mikrofluidikus (igen apró folyadékáramoltató) csatornákat tartalmaz. Az egyik csatornában van a folyékony hűtőközeg (perfluoropentán), amely klinikailag már engedélyezett ultrahang-kontrasztanyagként és nyomás alatti inhalátorokhoz. Egy második csatorna száraz nitrogént, inert gázt tartalmaz. Amikor a folyadék és a gáz egy közös kamrába áramlik, reakció lép fel, amelynek hatására a folyadék azonnal elpárolog. Ezzel egyidejűleg egy apró, beépített érzékelő figyeli az ideg hőmérsékletét, ügyelve rá, hogy ne hűljön ki túlságosan, mert az szövetkárosodást okozhatna.
„A hűtés időtartamát és a hőmérsékletet ezért pontosan kell szabályozni. Az ideg hőmérsékletének megfigyelésével az áramlási sebesség automatikusan beállítható, rögzítve azt a pontot, amely reverzibilisen és biztonságosan blokkolja a fájdalmat” – mondta Rogers.
Bár kísérlet útján más hűtési terápiákat és idegblokkolókat is teszteltek már, mindegyiknek vannak olyan korlátai, amelyeket az új eszköz áthidal. Korábban a kutatók például olyan krioterápiákat vizsgáltak, amelyek során tűvel fecskendeztek be hűtőanyagot. Ahelyett, hogy konkrét idegeket céloznának meg, ezek nagy szövetterületeket hűtenek le, ami nem kívánt hatásokhoz, például szövetkárosodáshoz és gyulladáshoz vezethet.
Pontos célzást tesz lehetővé
A Northwestern apró eszköze a legszélesebb pontján mindössze 5 milliméter széles. Egyik vége egy mandzsettává görbül, amely lágyan körbetekeredik egy ideg körül, feleslegessé téve a varratokat. Azáltal, hogy az eszköz csak az érintett ideget célozza meg, megkíméli a környező területeket a szükségtelen hűtéstől, így mellékhatások sem léphetnek fel.
MacEwan elmondta: „a fájdalomjeleket akarjuk blokkolni, nem pedig azokat az idegeket, amelyek a motoros funkciókat irányítják, és lehetővé teszik például a kéz használatát.”
Korábbi kutatások olyan idegblokkolókat is vizsgáltak, amelyek elektromos stimulációval igyekeztek elhallgattatni a fájdalmas ingereket. De ezeknek is vannak korlátai. „Elektromos ingerléssel nem lehet kikapcsolni egy ideget anélkül, hogy előbb ne aktiválnánk azt. Ami további fájdalmat vagy izomösszehúzódásokat okozhat, és a beteg szempontjából nem ideális” – magyarázta MacEwan.
A papírlap vastagságú, puha, rugalmas ideghűtő eszköz ideális a nagyon érzékeny idegek kezelésére. Minden összetevője biokompatibilis, és napok vagy hetek alatt természetes módon felszívódik (amint a videó is mutatja), anélkül, hogy sebészeti eltávolításra lenne szükség.
