Tunnel Hybrid può aiutare a guidare i nervi recisi indietro per la salute

Maggio 14, 2016 Admin Salute 0 3
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"Pregiudizio Nerve sia del sistema nervoso centrale e del sistema nervoso periferico è un grave problema di salute", ha detto Mohammad Reza Abidian, assistente professore di ingegneria biomedica, Penn State. "Secondo la Cord Nazionale Spinal Injury Centro di statistica, ci sono circa 290.000 persone negli Stati Uniti che soffrono di lesioni al midollo spinale, con circa 12.000 nuovi infortuni che si verificano ogni anno."

Rigenerazione nervosa spontanea è limitata a piccole lesioni nel sistema nervoso periferico infortuna e viene attivamente soppressa nel sistema nervoso centrale. Quando un nervo nel sistema nervoso periferico è leggermente tagliato, terminazioni nervose possono rigenerare e ricollegare. Tuttavia, se la distanza tra le due terminazioni è troppo, la crescita può andare fuori rotta e sicuro per la connessione.




I ricercatori, che hanno pubblicato i loro risultati nel numero attuale dei materiali sanitari avanzati, hanno sviluppato un condotto ibrido romanzo che consisteva in un materiale morbido, chiamato idrogel, come una parete esterna con una parete interna fatta di un polimero conduttore elettricamente attivo servire come un tunnel che guida la ricrescita e ricollegamento delle terminazioni nervose recise.

Abidian detto che il metodo potrebbe offrire vantaggi rispetto ambulatori correnti usate per riconnettere nervi recisi.

"Autoinnesti sono attualmente il gold standard per colmare le lacune nervose", ha detto Abidian. "Questa è un'operazione che prende il nervo da un'altra parte del corpo - per esempio - da un tendine, e poi si innesta il nervo danneggiato."

Tuttavia, l'operazione può essere dolorosa e spesso ci sono disallineamenti di dimensioni tra le terminazioni nervose mozzate e la nuova porzione innestato del nervo, Abidian detto.

I ricercatori hanno utilizzato agarosio, un idrogel che è permeabile e più probabilità di essere accettato dal corpo. Tuttavia, poiché l'idrogel si espande in acqua e fluidi, l'espansione crollerebbe tunnel e ridurre la capacità delle terminazioni nervose per rigenerare e collegare, Abidian detto. Hanno creato un secondo disegno aggiungendo un polimero conduttore, poli (3,4-ethylenedioxythiophene) - PEDOT - alla progettazione per formare una parete in grado di supportare meccanicamente e rafforzare l'idrogel. PEDOT è un materiale stabile che può condurre elettricità per aiutare segnali elettrici passano attraverso il nervo.

Per assicurarsi che le sostanze nutritive e ossigeno avrebbero raggiunto le terminazioni nervose rigeneranti, il team ha creato un disegno a spirale PEDOT che ha mantenuto l'integrità strutturale del muro, ma ha permesso alcuni nutrienti e aria per raggiungere il nervo.

I ricercatori hanno testato i tre disegni - idrogel pianura, idrogel con muro PEDOT completamente rivestito, e idrogel con un muro PEDOT parzialmente rivestiti - impiantando il dispositivo in spazi nervose 10 millimetri nei ratti e misurare la massa muscolare e la forza delle contrazioni muscolari alla fine dei nervi. Queste misure possono indicare se il nervo separato ha ricollegato.

Essi hanno visto anche immagini ottiche di sezioni trasversali del nervo per valutare la sua relativa salute.

Secondo Abidian, il disegno a spirale PEDOT generato significativamente più massa muscolare rispetto agli altri disegni, sebbene non generano massa muscolare quanto il autologo, che è stato utilizzato come controllo disegno nello studio.

Le immagini del disegno a spirale PEDOT hanno dimostrato che la salute del nervo stesso era quasi indistinguibile da un nervo fotografato dopo un'operazione autologo.

Abidian ha detto che il prossimo passo sarà quello di garantire il finanziamento per testare il progetto in cui gli scostamenti tra i nervi recisi sono così grandi che anche le operazioni autoinnesto sono inefficaci. Ha anche detto che spera il design può essere utilizzato per creare altri tipi di impianti medici, come le interfacce neurali.

"Questo progetto dimostra che, sì, si può lavorare", ha detto Abidian. "Ma ora dobbiamo vedere se i segnali elettrici e chimici possono anche passare attraverso fessure molto più lunghi per guidare e modulare la rigenerazione assonale."

Abidian lavorato con Eugene Daneshvar, studente laureato in ingegneria biomedica; Brent Egeland, chirurgo residente in chirurgia plastica; Daryl Kipke, professore di ingegneria biomedica, ricercatore principale presso il Neural Engineering Lab e direttore del Center for Neural Communication Technology; Paul Cederna, capo sezione di chirurgia plastica e presidente associato del dipartimento di chirurgia e Melanie Urbanchek, professore assistente di ricerca nella sezione di chirurgia plastica, tutta l'Università del Michigan, sullo studio.

L'Ufficio di Ricerca esercito ha sostenuto questo lavoro.

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