Bioingegneria del collegamento nervo-muscolo potrebbe migliorare l'uso delle mani per i soldati feriti

Maggio 10, 2016 Admin Salute 0 2
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I ricercatori presenteranno i loro risultati aggiornati Mercoledì al 95 ° Congresso annuale Clinico della American College of Surgeons.

Il progetto di ricerca, che è stato finanziato dal Dipartimento di Dipartimento della Difesa, nacque da un bisogno di migliori dispositivi protesici per soldati feriti in Afghanistan e in Iraq.




"La maggior parte di queste persone sono in genere utilizzano un design protesi che è stato sviluppato decenni fa", dice Paul S. Cederna, MD, un chirurgo plastico e ricostruttivo a UM Health System e professore associato di chirurgia presso l'UM Medical School. "Questo sforzo è di fare una protesi che si muove come una mano normale".

UM ricercatori possono aiutare a superare alcune delle carenze di protesi robotiche esistenti, che hanno un controllo limitato del motore, non forniscono un feedback sensoriale e può essere scomodo e ingombrante da indossare.

"C'è un enorme bisogno di una migliore interfaccia coraggio di controllare le protesi degli arti superiori", spiega Cederna.

Quando una mano viene amputata, le terminazioni nervose nel braccio continuano a germogliare rami, la crescita di una massa di fibre nervose che inviano segnali difettosi al cervello.

I ricercatori hanno creato quello che chiama un "giunzione neuromuscolare artificiale" composto di cellule muscolari e un polimero nano-sized posto su un'impalcatura biologica. Giunzioni neuromuscolari sono proprie connessioni nervose, muscolari del corpo che permettono al cervello di controllare il movimento dei muscoli.

Tale scaffold bioingegneria stato posto sulle terminazioni nervose recise come un manicotto.

Le cellule muscolari sul ponteggio e nel corpo incollati e germogli nervose native del corpo alimentati impulsi elettrici nel tessuto, creando un collegamento nervo-muscolo stabile.

In topi di laboratorio, l'interfaccia di bioingegneria trasmesso sia motorie e sensoriali impulsi elettrici e ha creato un obiettivo per le terminazioni nervose a crescere correttamente.

"Il polimero ha la capacità di captare i segnali provenienti dal nervo, il nervo e non cresce una massa abnorme di fibre nervose", spiega Cederna.

Gli studi su animali indicano che l'interfaccia può migliorare non solo il controllo motorio di protesi, ma possono anche trasmettere percezioni sensoriali come il tatto e la temperatura torna al cervello.

Ratti di laboratorio con l'interfaccia risposto a solletico dei piedi con i segnali motori appropriati per muovere l'arto, dice Cederna.

Il Dipartimento della Difesa e dell'Esercito hanno già fornito 4,5 milioni dollari in sovvenzioni per sostenere la ricerca. Nel frattempo, il team di ricerca ha presentato una proposta per l'Advance Research Project Agency Difesa per iniziare a testare l'interfaccia bioingegneria negli esseri umani in tre anni.

Autori un'indicazione supplementare UM dello studio includono William M. Kuzon, Jr., MD, Ph.D., capo della chirurgia plastica e professore di chirurgia; David C. Martin, Ph.D., professore di ingegneria biomedica; Daryl R. Kipke, Ph.D., professore di ingegneria biomedica; Melanie Urbancheck, Ph.D., ricercatore di ricerca; e Brent M. Egeland, M.D., residente chirurgico.

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