Микрочиповете, които могат да се поставят във вената с обикновена

Микрочиповете, които могат да се слагат във вената с елементарна инжекция и сами да намерят целевата област на мозъка, към този момент не са научна фантастика. Екип от Масачузетския софтуерен институт заяви за основаването на дребни безжични биоелектронни импланти, които след интравенозно инжектиране могат да преминат през ненарушената кръвно-мозъчна преграда, да се закрепят за мозъка в региона на възпалението и да обезпечат местна електрическа стимулация с акуратност до няколко микрометра. Масачузетският софтуерен институт (MIT) назовава този метод „ циркулатроника “ и чака да докара технологията до клинични тествания в границите на три години. След шест-седем години тя може да се трансформира в нормална клинична процедура.

Разработката се основава на хибрид от живи кафези и ултраминиатюрна електроника. В уеб страницата MIT.nano откривателите създават многослойни устройства въз основата на органични полупроводници, по-малки от прашинка, и по-късно ги „ закрепват “ ковалентно към моноцитите – имунните кръвни кафези, които естествено мигрират към огнищата на инфектиране. Подобен „ превоз “ взема решение по едно и също време два казуса: маскира електрониката от имунната система и я доставя в мечтаната област на мозъка без катетри и хирургическа интервенция. При опити върху мишки имплантите минават бариерата и се самофиксират в дадена област, където по-късно получават сила без контакт – с помощта на високоефективното превръщане на близката инфрачервена сила.

„ Докато класическите мозъчни импланти са свързани с рисковани и скъпи интервенции, циркулатрониката прави лечебните импланти евентуално налични за всички, като отстранява нуждата от интервенция “, декларира ръководителят на плана Деблина Саркар, професор в медийната лаборатория на MIT. Устройствата не травмират близките неврони и основават голям брой свръхпрецизни стимулиращи „ точки “, които подхождат на формата на целевата област, споделя още тя. Миниатюрният им мащаб и биосъвместимостта им разрешават на устройствата безусловно да се „ вплетат “ в тъканта, без да нарушават невронните вериги.

От практическа позиция нововъведението е ориентирана към региона на медицината, която понастоящем е доминирана от дълбоката мозъчна стимулация (DBS). Този способ е потвърдено ефикасен при заболяването на Паркинсон, есенциалния тремор и редица други положения, само че изисква трепанация, слагане на електроди и генератор на импулси под кожата. Рисковете от инфекции и кръвоизливи са съчетани с високи разноски: общите разноски през първите няколко години след имплантирането постоянно надвишават 100 000 $, което включва освен самата интервенция, само че и последващите проверки.

Инжекционната имплантация без интервенция наподобява като революционна смяна в това съпоставяне: теоретично тя намалява прага за достъп до невромодулация и открива опция за амбулаторен избор на режими на стимулация.

Засега екипът на Масачузетския софтуерен институт се е насочил към областите на мозъка, където възпалението подкрепя патологичния развой – от глиалните реакции при невродегенерация до имунните каскади при множествена склероза. Моноцитите, „ натоварени “ с електроника, работят като биологични куриери, а външното инфрачервено лъчение, преминаващо през тъканта, зарежда устройствата за местна стимулация без кабели или акумулатори. Този набор от свойства е изключително прелъстителен, когато хирургичният достъп е стеснен или неправилен – да вземем за пример при дифузни тумори на мозъчния дънер или дребни огнища, неразличими посредством общоприетите способи за визуализация.

Научната логичност зад определената тактика се основава на добре разказани механизми. Моноцитите са в положение да минават през интактната кръвно-мозъчна преграда и да се натрупват във възпалените зони; електро- и оптоактивните наноструктури се преглеждат от няколко години като инструмент за следена невромодулация. Особеното в работата на MIT е, че е съумяла да събере всички детайли в едно работещо in vivo устройство: биологичен „ автопилот “, имунна дегизировка, свръхмалък мащаб и дейно безжично зареждане.

Следващата стъпка е да се ревизира сигурността и опцията за надзор. Всяка електроника в централната нервна система неизбежно минава през тестването на времето: по какъв начин ще се държат материалите в тъканта, допустима ли е миграция, какъв брой възпроизводимо е „ изключването “ и финото дозиране на стимулацията. Регулаторните органи са все по-строги в оценката си на дълготрайната биосъвместимост и рисковете от имунен отговор. Авторите чакат, че субмикронният мащаб и „ биологичният камуфлаж “ ще облекчат някои от опасенията, само че единствено многоетапните клинични изпитвания ще дадат дефинитивни отговори.

Ако пътят до пациента се окаже сполучлив, последствията от новата технология ще се разпространят надалеч оттатък неврологията.

Инжекционното снабдяване на самоимплантируеми устройства открива опцията за целеустремено модифициране на активността на периферни нерви, ганглии и органи, където „ класическата “ хирургия е прекомерно скъпа или травматична.

„ Това е платформена технология за лекуване на голям брой мозъчни и психологични разстройства, а евентуално и на други телесни системи “,

обобщава Саркар.