对于许多患有癫痫等神经系统疾病的人来说,没有可行的治疗选择。在我们最新的研究中,我们开发了一种植入式设备,可能有一天会提供缓解。我们证明植入物可以通过将大脑化学物质(称为神经递质)直接输送到引起问题的大脑细胞来治疗大脑中的问题,例如癫痫发作。
植入物通过使用电场将神经递质从内部储库推出装置来工作。这一过程称为电泳,可以精确控制药物输送的剂量和时间,这对于解决间歇性疾病如癫痫非常重要。
这种递送药物的方式还具有不增加药物离开装置的局部压力的优点,因为药物分子不在溶剂中 - 它们离开装置“干燥”。这很重要,因为它意味着药物分子(在这种情况下是神经递质)可以直接与植入物周围的组织相互作用而不会对这些细胞或周围组织造成损害。
研究人员之前已经表明,这种用于输送药物的方法可以用于治疗疼痛,植入物被放置在大鼠的脊髓中。在Science Advances上发表的我们作品的新颖之处在于设计了一种小到足以植入小鼠大脑的植入物。我们还在植入物中加入了微型传感器,以便我们监测植入器械的局部大脑活动。
使用机载传感器,我们可以看到小鼠癫痫样活动的开始。在检测到癫痫发作后,我们告诉植入物将抑制性神经递质发送到癫痫发作中心的脑组织。神经递质告诉该组织中的细胞停止将癫痫发作信息传播给其他细胞。这阻止了癫痫发作。
在发现我们可以停止癫痫发作后,我们想看看我们是否可以完全预防癫痫发作,而不是在癫痫发作后停止癫痫发作。为了测试这一点,我们开始提供神经递质,然后用一个单独的植入物将一剂诱发癫痫发作的化学物质注入大脑。这些实验表明,我们的植入物可以防止任何类似癫痫发作的活动发生。
平台技术
我们非常兴奋,因为这是第一次有人看到电泳药物输送装置可以阻止或预防癫痫样活动。此外,我们将此视为一种平台技术,可用于帮助治疗许多不同的神经系统疾病,包括癫痫,帕金森病和脑肿瘤。
值得注意的是,到目前为止,该装置仅在小鼠和大鼠中进行了测试。从其他技术从这个阶段到广泛的临床使用所花费的时间来看,这种技术可以在人类广泛使用之前至少十年。在此期间,将做很多工作来证明这些植入物治疗癫痫以及其他神经系统疾病的长期可行性。
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