Al estimular los nervios eléctricamente, las terapias de neuromodulación pueden reducir las convulsiones epilépticas, aliviar el dolor crónico y tratar la depresión y una serie de otras afecciones de salud sin el uso de medicamentos convencionales como los opioides.
Ahora, los ingenieros biomédicos de la Universidad de Wisconsin-Madison y sus colaboradores han hecho un avance significativo que podría reducir drásticamente el costo de la terapia de neuromodulación, aumentar su confiabilidad y hacerla mucho menos invasiva.
Con un tipo de electrodo que se puede inyectar como líquido y luego curar en el cuerpo, los investigadores han sentado las bases para un nuevo tipo de sistema de interfaz neuronal.
Los investigadores dieron a conocer su creación, que denominaron el "inyector", en un artículo publicado en línea esta semana en la revista Materiales avanzados de atención médica .
Los tratamientos de neuromodulación de hoy en día se basan en dispositivos implantados quirúrgicamente que pueden costar hasta seis cifras, requieren procedimientos complejos de instalación y a menudo fallan, dado que son dispositivos rígidos que intentan engranarse con tejido biológico blando.
El sistema de los investigadores aprovecha una forma de pensar completamente nueva.
"Se puede inyectar el líquido alrededor del nervio, y se cura en el cuerpo para crear un contacto por cable", dice Kip Ludwig, profesor de ingeniería biomédica y cirugía neurológica de UW-Madison. "Los implantes típicos son realmente rígidos, por lo queA medida que el cuerpo se mueve, se desgastan y se rompen. Nuestro líquido se cura y el resultado es mucho más cercano a la elasticidad normal del tejido. En realidad, puede estirarlo y aumentar su tamaño entre un 150 y un 200 por ciento sin perder su conductividad ".
Para crear el electrodo inyector, los investigadores mezclaron una base de silicona, similar al pegamento quirúrgico, con pequeñas partículas de metal para que el líquido sea lo suficientemente conductor.
Pusieron su dispositivo a través de una batería de pruebas preclínicas de la Administración de Alimentos y Medicamentos y lo usaron para inducir cambios en la frecuencia cardíaca en los cerdos al estimular su nervio vago, un enfoque que se muestra prometedor para tratar la insuficiencia cardíaca, la hipertensión y otras enfermedades.
"Esencialmente revisamos el repertorio estándar de pruebas electroquímicas para mostrar que esto actúa como un electrodo de alambre estándar que podría usarse para estimular el nervio", dice James Trevathan, investigador postdoctoral en el laboratorio de Ludwig y primer autor del estudio.
Ludwig fue coautor del estudio y cofundó Neuronoff, una compañía basada en el electrodo, con el profesor de ingeniería biomédica Andrew Shoffstall de la Universidad Case Western Reserve y el CEO de Neuronoff, Manfred Franke. También son parte de un equipo de varias instituciones que recientemente aseguró unSubvención de $ 2.1 millones de los Institutos Nacionales de Salud para desarrollar aún más el sistema para estimular los nervios espinales como una alternativa no opioide para tratar el dolor de espalda crónico.
El documento y la subvención representan pasos iniciales cruciales en un esfuerzo mayor para crear un sistema mínimamente invasivo para la estimulación neural.
Como parte de la subvención del NIH, los investigadores están probando un esquema en el que inyectan el líquido alrededor del nervio, luego extruyen una cuerda delgada y aislada del material justo debajo de la superficie de la piel, donde inyectan másluego pueden usar una unidad básica de estimulación nerviosa eléctrica transcutánea, o TENS, del tipo que se puede comprar en una tienda departamental o farmacia, para estimular el nervio desde la superficie de la piel, haciendo que toda la configuración sea menos costosay más adaptable en comparación con los electrodos implantados tradicionales.
"Estamos haciendo un bypass desde la superficie de la piel hasta el lugar que queremos estimular", dice Ludwig, quien imagina usar un sistema quirúrgico robótico para un procedimiento que sería similar a hacerse un tatuaje ".Aprendamos más y más sobre cómo interactuar con el sistema nervioso, no estamos limitados a lo que hemos implantado a través de un procedimiento quirúrgico invasivo. De hecho, podemos cambiar la forma en que estimulamos, cómo hablamos con el nervio, porque estamos esencialmentesimplemente enrutando nuestra conexión con este nervio profundo de vuelta a la superficie de la piel "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Tom Ziemer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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