Вчені кажуть, що новий матеріал може відновити розірвані нерви
У новинах, які можуть бути важливими для пацієнтів з проблемами мозку або нервів, дослідники з Університету Райса розробили новий матеріал, який, за їхніми словами, може стимулювати нервову тканину менш інвазивним способом, ніж попередні методи лікування, а також дозволяє передавати нервові сигнали, попри розрив з'єднання.
Дослідна група з Райса стверджує, що розробила магнітоелектричний матеріал, тобто він перетворює магнітні поля на електричні. Лікарі вже давно задумалися, чи зможе такий біомедичний матеріал допомогти пацієнтам, які страждають на проблеми з мозком і нервами, але попередні експерименти з магнітоелектрикою не змогли змусити нейрони реагувати на перетворений електричний сигнал.
«Ми запитали: «Чи можемо ми створити матеріал, який буде схожий на пил або настільки малий, що, помістивши лише трохи його всередину тіла, ви зможете стимулювати мозок або нервову систему?» — запитав ведучий дослідник Джошуа Чен, випускник докторантури Райса, у заяві про дослідження. «Маючи на увазі це питання, ми подумали, що магнітоелектричні матеріали є ідеальними кандидатами для використання у нейростимуляції. Вони реагують на магнітні поля, які легко проникають у тіло, і перетворять їх на електричні поля — мову, яку наша нервова система вже використовує для передачі інформації»."
Згідно з дослідженням, опублікованим в журналі Nature Materials, використовуючи щурів як піддослідних, дослідники змогли активувати нейрони, щоб «відновити сенсорний рефлекс», а також дозволили нервовим сигналам знову текти, попри перерізаний нерв. Крім того, вони кажуть, що новий матеріал перетворює магнітні поля на електричні у 120 разів швидше, ніж попередні кандидати.
Матеріал також дуже крихітний — розміром із порошинку на монеті. Але це складна інженерна робота; він складається з неорганічного з'єднання титанату свинцю-цирконію, затисненого між двома шарами спеціального металевого скляного сплаву. Потім дослідники поклали поверх цього сендвіча шари платини, оксиду гафнію та оксиду цинку.
"Багато роботи було витрачено на створення цього дуже тонкого шару завтовшки менш як 200 нанометрів, який надає нам дійсно особливих властивостей", — сказав у своїй заяві нейроінженер з Університету Райса і головний дослідник дослідження Джейкоб Робінсон.
Хоч нейрони не могли виявити електричний сигнал від попередніх магнітоелектричних матеріалів, оскільки сигнал був занадто сильним, вчені стверджують, що новий матеріал здатний створювати електричний сигнал, який можуть вловити нейрони.
Матеріал віщує майбутнє, в якому ін'єкції зможуть точно стимулювати пошкоджені нерви, щоб відновити рух та функцію. Крім біомедичного застосування, дослідники припускають, що цей магнітоелектричний матеріал потенційно може застосовуватися в обчислювальній техніці, електроніці тощо.
"Щойно ви відкриваєте новий матеріал або клас матеріалів, я думаю, дуже важко передбачити всі потенційні можливості їх використання", — сказав Робінсон.
Джерела: Rice University
