Parkinsonova choroba sa možno bude liečiť magnetickými diskami
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 25. 10. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Hoci elektródy implantované do mozgu pomáhajú minimalizovať účinky Parkinsonovej choroby a iných neurologických porúch, implantácia a aktivácia týchto elektród môže byť zložitý proces. Preto vedci teraz vyvíjajú alternatívu v podobe malých injekčných magnetických diskov.
Implantované elektródy sa využívajú pri type terapie známej ako hlboká stimulácia mozgu (Deep Brain Stimulation - DBS). Ako už názov napovedá, táto liečba zahŕňa dodávanie elektrických signálov do špecifických častí mozgu, čím sa selektívne stimulujú neuróny v týchto oblastiach.
Nie je potrebné dodávať, že na zavedenie elektród do cieľových oblastí mozgu je potrebná operácia mozgu. Okrem toho sú elektródy napájané a ovládané zariadením podobným kardiostimulátoru, ktoré sa implantuje pod kožu v hrudníku. Od tohto zariadenia vedú podkožné káble ku každej elektróde.
Hoci sa pracuje na viacerých jednoduchších, menej invazívnych metódach DBS, mnohé z nich sú obmedzené na použitie na povrchu mozgu, stimulujú príliš všeobecnú oblasť alebo fungujú len na mozgovom tkanive, ktoré už bolo geneticky zmenené.
Práve tu prichádzajú na rad malé „magnetoelektrické nanodisky“ (MagnetoElectric NanoDiscs - MEND).
Ploché šesťuholníkové častice, ktoré vyvinuli vedci z MIT a nemeckej Univerzity Friedricha Alexandra, majú šírku len 250 nanometrov a pozostávajú z dvojvrstvového magnetostrikčného jadra umiestneného v piezoelektrickom plášti. Magnetostrikčné materiály menia tvar, keď sú zmagnetizované, zatiaľ čo piezoelektrické materiály produkujú elektrický prúd, keď sú vystavené mechanickému namáhaniu.
Po vystavení vonkajšiemu magnetickému poľu reagujú jadrá zmenou tvaru. Pri tom vyvolávajú napätie v materiáli obalového plášťa, čo spôsobuje výrobu elektrického prúdu. Fyzikálne obmedzenia vyplývajúce z plochého tvaru sú kľúčom k tomuto efektu. Predtým vyvinuté sférické magnetické častice nefungovali ani zďaleka tak dobre.
Po vypnutí magnetického poľa sa MEND vrátia do svojho predchádzajúceho inertného stavu.
Ide o to, že dávky týchto zariadení by sa mohli vstrekovať hlboko do mozgu do presných oblastí, v ktorých sú potrebné, cez malé otvory vyvŕtané v lebke. Potom by mohli zostať na mieste natrvalo a pravidelne sa aktivovať externým elektromagnetom.
Pri testovaní technológie boli kvapôčky MEND v nosnom roztoku vstreknuté do oblasti subtalamického jadra v mozgu laboratórnych myší. Subtalamické jadro je oblasť, do ktorej sa zvyčajne implantujú elektródy na liečbu Parkinsonovej choroby, pretože súvisí s kontrolou motoriky.
Zistilo sa, že aktiváciou týchto platničiek prostredníctvom relatívne slabého externého elektromagnetu vedci dokázali vyvolať rovnaké množstvo motorickej kontroly, aké bolo možné dosiahnuť pomocou implantovaných elektród poskytujúcich miernu elektrickú stimuláciu. Výskumníci teraz pracujú na posilnení piezoelektrického efektu, aby sa vytvoril silnejší a účinnejší elektrický prúd.
Článok o tejto štúdii, ktorá vznikla pod vedením profesorky Poliny Anikeevovej z MIT a absolventa Ye Ji Kima, bol nedávno uverejnený v magazíne Nature Nanotechnology.
