Бионический имплантат поможет вернуть парализованным людям способность ходить

Боровик С.П.

Резюме. Успешные результаты доклинических исследований позволяют с уверенностью назвать инновационную малоинвазивную бионическую технологию революционной

Группа ученых из 39 специалистов 16 научных учреждений Университета Мельбурна (University of Melbourne), Австралия, разработала бионический электронный имплантат, способный вернуть парализованному пациенту возможность ходить. Как отмечают авторы исследования, их разработка является поистине революционным открытием. Результаты открытия опубликованы онлайн в «Nature Biotechnology».

Созданное учеными устройство стентрод представляет собой гибкий имплантируемый модуль нейрокомпьютерного интерфейса, по внешнему виду напоминающий обычный сосудистый стент. Подобно электрокардиостимулятору устройство размером со спичку вводят через магистральные сосуды шеи и имплантируют в просвет вены рядом с моторной зоной коры головного мозга, при этом матрица электродов стентрода самостоятельно расширяется и фиксируется в просвете вены. Бионический имплантат непрерывно регистрирует электрическую активность близлежащих нейронов и транслирует ее на внешнее миниатюрное компьютерное устройство. В свою очередь, микрокомпьютер преобразует полученные от стентрода импульсы в отправляемые с помощью беспроводного интерфейса управляющие сигналы на исполнительные устройства.

По словам ведущего автора и руководителя проекта доктора Томаса Оксли (Thomas Oxley), впервые в медицинской практике удалось осуществить разработку бионического устройства, которое может быть имплантировано без использования сложного нейрохирургического вмешательства, что значительно снижает риск осложнений. Успешные доклинические исследования позволяют с уверенностью говорить о том, что новое устройство предоставит возможность парализованным людям управлять экзоскелетом, бионическими протезами и инвалидными колясками лишь с помощью сигналов из двигательной зоны коры головного мозга.

Ученые планируют приступить к клиническим исследованиям бионического имплантата в 2017 г. Первыми обладателями новых устройств станут военнослужащие — инвалиды американской армии, именно ради них и началась разработка данного проекта, финансируемого Агентством по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA).

Данный проект становится еще более актуальным с учетом инновационной разработки компании «SuitX», основанной специалистами Калифорнийского университета в Беркли, США (University of California, Berkeley) — легкий и относительно недорогой модульный экзоскелет «Phoenix», конструкция которого позволяет производить индивидуальную настройку под каждого пользователя. Устройство уже доступно для предзаказа, а его выход на рынок компания планирует осуществить в марте 2016 г.

• Brewster S. (2016) Still pricier than motorized wheelchairs, SuitX’s Phoenix exoskeleton weighs just 27 pounds and is custom-fit to the user’s body. MIT Tech. Review, 1 February [Epub ahead of print].
• Oxley T.J., Opie N.L., John S.E. et al. (2016) Minimally invasive endovascular stent-electrode array for high-fidelity, chronic recordings of cortical neural activity. Nature Biotechnology, 8 February (http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.3428.html).
• Paddock C. (2016) Bionic implant could help paralyzed people «walk with the power of thought». Medical News Today, 9 February (http://www.medicalnewstoday.com/articles/306259.php).

3D-напечатанные зубы, убивающие бактерии

Андреас Херманн из Гронингенского университета в Нидерландах вместе с коллегами разработали антимикробный пластик, с помощью которого можно печатать зубы, которые убивают бактерии.

Ученые внедрили противомикробные соли аммония в уже существующие стоматологические полимеры. Такие соли позитивно заряжены и они разрушают отрицательно заряженные бактериальные мембраны, в результате чего последние лопаются и умирают. «Этот материал может убить бактерию при контакте, но с другой стороны совершенно безопасен для человеческих клеток», — говорит Херманн.

Затем разработчики поместили эту смесь в 3D-принтер, придали ей твердость с помощью ультрафиолета и напечатали ряд стоматологических объектов, вроде зубных протезов и ортодонтных брекетов.

Для проверки их противомикробных способностей исследователи нанесли на материал смесь из слюны и Streptococcus mutans, бактерии, которая вызывает гниение зуба. Выяснилось, что материал убил 99% бактерий, особенно, по сравнению с контрольным образцом без добавления солей аммония, где погибло меньше 1% микробов.

Прежде чем применять разработку на пациентах, нужны дополнительные тесты, так как протезы держали в слюнной смеси лишь шесть дней. Для клинических исследований этот срок нужно значительно увеличить, а также проверить, как новые протезы будут взаимодействовать с зубной пастой.

Результаты экспериментов описаны в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.

Американские учёные разработали губки-ловушки для раковых клеток

Крошечные имплантаты в виде губок ловят раковые клетки, циркулирующие в организме.

Американские ученые из Мичиганского университета (University of Michigan) разработали крошечные имплантаты в виде губок, которые ловят раковые клетки, циркулирующие в организме.

Циркулирующие клетки отделяются от основной опухоли и могут собираться в других местах организма, давая метастазы. Поэтому онкозаболевание, начавшееся в одном органе, может даже после успешного лечения поразить другой, пишет Медпортал.

Метод работы имплантатов следующий: в силу естественной реакции на инородное тело на поверхности «губки» собираются клетки иммунной системы. Они, в свою очередь, привлекают циркулирующие опухолевые клетки, которые склонны собираться именно в местах скопления лимфоцитов. Такая цепочка реакций позволяет отследить процессы метастазирования, которые чаще всего и приводят к смерти раковых больных.

Имплантаты круглой формы диаметром около 5мм сделаны из биоматериала, одобренного для использования в медицинских приборах. Пока что они протестированы на мышах с раком молочной железы. Губки вшивались им либо в слой подкожного жира на животе, либо непосредственно под кожу. В эксперименте с помеченными клетками опухоли было показано, что имплантаты «всасывали» раковые клетки, начинавшие циркулировать в организме. Более того, обнаружилось, что у мышей с имплантатами в целом меньше распространившихся по организму опухолевых клеток.

Ученые планируют в будущем провести клинические испытания. Имплантаты могут стать важным средством борьбы с метастазами у людей. Пока же исследователи сосредоточатся на том, чтобы оценить, меняют ли имплантаты общий исход течения рака у мышей.