Когато един крайник е неподвижен за дълги периоди от време, неговите мускули неизбежно ще започнат да атрофират. Нов имплант обаче може да помогне това да не се случи, като механично разтяга и компресира тези мускули.
Разработено от учени от Харвардския университет, експерименталното устройство е известно като MAGENTA, което означава “механично активен гел-еластомер-нитинол тъканно лепило”.
Надлъжно през импланта минава пружина, изработена от нитинол. Последният е сплав с памет за формата, която временно ще остане на една дължина след механично разтягане да се тази дължина, но след това се връща към по-късата дължина по подразбиране при нагряване до определена температура.
Пружината е обвита в правоъгълна еластомерна матрица, която осигурява топлоизолация и която разтяга пружината, когато не се нагрява. Биосъвместимо лепило върху еластомера му позволява да се залепи към подлежащата мускулна тъкан.
Идеята е, че когато ръката или кракът на пациент се обездвижи – или поради нараняване, или поради заболяване като множествена склероза – MAGENTA се имплантира хирургически върху целеви мускул в крайника.
Отделен (но свързан с кабел) микропроцесор/батериен имплант впоследствие редовно доставя електрически ток към MAGENTA, като нагрява нитиноловата пружина и я кара да се свива. Докато го прави, мускулът (и еластомерът) се свиват заедно с него. Когато токът се спре отново, еластомерът разтяга пружината – и мускулът – обратно.
При лабораторни тестове мишките имаха малка версия на устройството, имплантирано върху мускула на прасеца на единия заден крак, след което този крак беше имобилизиран в апарат, подобен на гипс, за до две седмици. Резултатите от експериментите бяха обещаващи.
„Докато нетретираните мускули и мускулите, третирани с устройството, но не стимулирани, се отслабват значително през този период, активно стимулираните мускули показват намалено мускулно изхабяване“, каза д-р Сунгмин Нам, първи автор на статия за изследването. “Нашият подход може също така да насърчи възстановяването на мускулна маса, която вече е била загубена за триседмичен период на обездвижване, и да предизвика активирането на основните биохимични пътища на механотрансдукция, за които е известно, че предизвикват протеинов синтез и мускулен растеж.”
Освен това беше установено, че вместо да се налага да бъде свързан към захранващ източник, MAGENTA може да се активира безжично чрез излъчване на лазерна светлина върху него през покриващата кожа. Прилагането на този подход в момента не е толкова ефективно, колкото нагряването на пружината чрез електрически ток, но се надяваме, че това може да се промени, след като технологията бъде допълнително развита.
„Въпреки че проучването предоставя първо доказателство за концепцията, че външно предоставените движения на разтягане и свиване могат да предотвратят атрофия в животински модел, ние смятаме, че основният дизайн на устройството може да бъде широко адаптиран към различни условия на заболяване, където атрофията е основен проблем“, каза старши автор д-р Дейвид Муни.
Статията беше публикувана наскоро в списанието Природни материали.
източник: Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering към Харвардския университет
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
