Место контакта между двумя нейронами. © iStock.com / BlackJack3D
Ученые из Национального исследовательского университета «МИЭТ» (НИУ МИЭТ) в сотрудничестве с другими научными коллективами объявили о создании новаторского материала, предназначенного для восстановления поврежденных нервов. Эта разработка позволяет проводить электрическую стимуляцию нервных тканей более щадящим образом, исключая образование рубцов, что является значительным шагом вперед в нейрореабилитации. Подробности исследования опубликованы в научном журнале Polymers.
Проблема хронической нейропатической боли
Хронические нейропатические боли представляют собой изнурительное состояние, вызванное не физическими травмами, а дисфункцией самой нервной системы. Среди причин их возникновения – травмы, различные формы сахарного диабета, онкологические заболевания, последствия химиотерапии и ампутации. Как отмечают специалисты НИУ МИЭТ, пациенты с нейропатической болью часто испытывают фантомные боли, ощущая дискомфорт в конечностях, которых уже нет.
Существующие методы борьбы с хроническими нейропатическими болями включают электростимуляцию. По словам Александра Герасименко, заместителя директора Института биомедицинских систем НИУ МИЭТ, процесс начинается с точного определения характеристик болевых сигналов, после чего к нервным тканям спинного мозга направляются специальные электрические импульсы для их блокировки.
Недостатки существующих электродов
Однако традиционные стержневые электроды, используемые для этой цели, обладают одним существенным недостатком: их жесткий контакт с биологическими тканями часто приводит к образованию рубцов. Эти рубцы, в свою очередь, нарушают прохождение электрического тока и мешают естественному восстановлению нервных волокон, пояснил доцент того же института Михаил Савельев.
Инновационное решение: “мягкий” композитный материал
В ответ на эти вызовы, команда ученых из НИУ МИЭТ, совместно с экспертами из НПК «Технологический центр», Института нанотехнологий микроэлектроники РАН и Сеченовского университета, разработала инновационный электродный материал. Этот материал отличается «мягким» контактом с органическими тканями, выполняя роль эффективного посредника между нервной тканью и электростимулирующим оборудованием. Его ключевое преимущество — способность стимулировать правильный рост нервных клеток и полностью исключать формирование рубцовой ткани.
«Предложенный нами композитный материал может быть применен как для создания новых электродов, так и в качестве защитного покрытия для существующих, — подчеркнул Михаил Савельев. — Свыше полумиллиарда людей по всему миру страдают от нейропатических болей, и значительная их часть (около трети) не удовлетворена текущими методами лечения. Электростимуляция является перспективным направлением, однако ее эффективность до сих пор ограничивалась плохой биосовместимостью электродов. Наша разработка способна устранить эту преграду, значительно улучшив качество жизни пациентов с хроническими заболеваниями и состояниями».
Состав и производство
Специалист пояснил, что в основе материала лежит хитозан — биополимер, извлекаемый из хитина панцирей моллюсков. Его электропроводность обеспечивают углеродные нанотрубки, а молекулы эозина-Н (клеточного красителя) отвечают за прочность и структуру материала. Такое уникальное сочетание компонентов не только гарантирует высокую биосовместимость, но и открывает возможности для создания электродов разнообразных форм, что было достигнуто благодаря тщательному подбору параметров лазерного воздействия.
Будущие перспективы
В ближайших планах исследователей — тестирование нового композита для электрической стимуляции нервных тканей спинного мозга, что открывает перспективы для дальнейшего расширения его применения. Разработка реализована при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
