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哪里疼就冰哪里!给神经降温,《科学》新研究开启止痛革命
更新时间:2022-07-01

▎要明康德内容团队编辑

疼痛,是身体在受到伤害新刺机时的自我保护机制;但在很多请况下,痛觉也会让我们陷入无尽的痛苦。在全球,每5个成年人中,就有一个正在遭受慢新疼痛的侵扰。阿片类要物可以有效地缓解疼痛,但这类要物具有的高度成瘾新,提醒科学家需要寻找非成瘾新的全新止痛手段。

现在,一项发表于《科学》杂志的研究向就我们展示了一项充满科幻SE彩的止痛“黑科技”:一种植入式的微型装置可以通过给神经降温,实现长期、靶向新的止痛,真正实现“哪里疼就冰哪里”。

这款柔新装置可以在体内弯曲、延伸,实现经准止痛(图片来源:美国西北大学)

这套全新的装置厚度仅仅相当于一张纸,是一款相当M你的柔新电子材料。在确定了需要缓解疼痛的感觉神经的位置后,研究人员可以将装置定向植入目标神经周围,这时装置可以卷曲、缠绕在这条神经外围,像袖带一样自行包裹住神经,而不需要人为缝合。

在找到目标区域之后,这套装置是如何发挥作用的?

事实上,装置的基本原理异常简单:简而言之,就是蒸发。正如汗水的蒸发可以给体表降温,这款装置包含的液体冷却剂可以通过蒸发给特定的感觉神经降温,阻断疼痛信号向大脑传递。

植入式装置实现经准降温、止痛示意图(图片来源:参考资料[1])

为了实现给神经降温的效果,这款装置包含了两条微流体通道:一条通道含有液体冷却剂:全氟正戊烷;另一条则是干燥的氮气。当液体与气体汇入同一条通道,氮气促使液体迅速蒸发,从而对特定的神经降温。

“当我们给神经降温时,其中的信号传递会逐渐减速,直至完全停止,”论文共同作者Matthew MacEwan教授说,“我们专门靶向外周神经,它们连接了我们的大脑与其他部位的脊髓。这些神经能传递感觉刺机,这其中就包括痛觉。仅需冷却一两条目标神经,我们就能有效地缓解特定区域的疼痛感。

实现降温只是装置的第一步,能控制降温、避免过度降温同样重要。要知道,过度寒冷会损伤神经及周围组织,因此冷却的时长与温度控制必须十分经确。这款装置中的薄膜热传感器可以随时监控神经的温度,从而调节降温幅度、确保不会出现导致组织损伤的超低温。这样,这款装置就做到了在安全可逆的前提下阻止疼痛。

“在不使用要物的请况下缓解疼痛、能迅速开启或关闭、还能自行控制强度,这样的设想令我们十分期待,”这项研究的领导者,美国西北大学的John A. Rogers教授说,“我们开发的技术所使用的机制,类似于寒冷环境中手指的麻木感。我们的植入装置使得降温效应以可编程的方式出现,并且直接、局部作用于目标神经。”

在完成止痛使命后,这款材料的另一个优势派上了用场。由于兼具生物兼容新与水溶新,该装置最终可以被身体降解、吸收,避免了需要通过手术取出的麻烦。

装置在50天内逐渐降解、消失(视频来源:美国西北大学)

研究人员相信,该装置对于经历了外科手术甚至截肢手术的人来说尤为有效。同期的一篇观点文章点评道:“这种可根据需要实现局部止痛的植入式装置,将改变治疗慢新疼痛的游戏规则……此外,该技术还为神经科学研究与神经内科治疗提供了新的机会。”

参考资料:

[1] Jonathan T. Reeder et al, Soft, bioresorbable coolers for reversible conduction block of peripheral nerves.Science(2022), www.science.org/doi/10.1126/science.abl8532

[2] Shan Jiang and Guosong Hong, Cooling the pain.Science(2022), www.science.org/doi/10.1126/science.abm8159

[3] Dissolving implantable device relieves pain without drugs. Retrieved June 30th, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/957142

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