Многие имплантируемые медицинские устройства были разработаны в последние годы и используются в клиниках. Эти устройства включают интерфейсы мозг-машина, в которых в мозг имплантируется чип, позволяющий людям активировать машины, используя только свои мысли, а также глубокие стимуляторы мозга для лечения болезни Паркинсона и других заболеваний мозга.
Однако устройства, имплантированные в организм человека, могут вызывать иммунный ответ окружающих тканей, и в результате ухудшение характеристик затрудняет использование этих устройств в течение длительного периода. Когда в мозг имплантируется стимулятор или чип глубокого мозга , устройство может работать нестабильно, а срок его службы может сократиться из-за действия иммунных клеток мозга, таких как микроглия. Это потребует дополнительной операции по замене устройства.
Корейский институт науки и технологий (KIST) объявил о совместных исследовательских усилиях исследовательской группы Института мозговых исследований, возглавляемой доктором Иль-Джу Чо, и исследовательской группы Университета Йонсей, возглавляемой доктором Чон-Мок Сео. , за разработку технологии покрытия медицинских устройств, имплантируемых в тело человека, в том числе в мозг. Эта технология позволила свести к минимуму повреждение тканей в процессе имплантации и подавить воспалительную реакцию. Кроме того, срок службы устройств с покрытием был более чем в четыре раза выше, чем у существующих устройств.
Разработанная технология включает в себя способ создания тонкого и равномерного покрытия из монослоя и смазочного масла на поверхности имплантируемых устройств. Такое покрытие сводит к минимуму повреждение тканей за счет уменьшения трения между устройством и тканями, которое возникает, когда устройство имплантируется в тело человека. Кроме того, устройства с покрытием демонстрируют свойство антибиоадгезии, то есть предотвращение адгезии иммунных клеток, активированных ответом иммунного отторжения, к поверхности устройства.
Покомпонентное изображение сверху вниз LIPS, нанесенного на нейронный зонд, и схематическое изображение процесса изготовления LIPS. Предоставлено: Корейский институт науки и технологий (KIST).
Исследовательская группа разработала покрытый смазкой нейронный зонд с 32 электродами для измерения сигналов мозга, и они показали снижение иммунных ответов в экспериментах in vivo. Зонд был покрыт по разработанной технологии и имплантирован в мозг грызуна. Сигналы мозга успешно наблюдались с более чем 90% электродов сразу после имплантации. Количество сигналов было вдвое больше, чем при использовании нейронных зондов без покрытия. Кроме того, наблюдение за тканями мозга подтвердило, что повреждение тканейто, что обычно происходит во время имплантации, было сведено к минимуму. Амплитуда сигнала зондов без покрытия со временем снижалась из-за адгезии иммунных клеток к поверхности зонда. Напротив, покрытый зонд проявлял свойство антибиоадгезии. Он стабильно измерял сигналы мозга в течение четырех месяцев, что в четыре раза превышало срок службы зондов без покрытия.
Д-р Чо и д-р Сео заявили, что «разработанная технология покрытия может быть применена к имплантируемым людям устройствам не только для мозга, но и для других частей тела, и эта технология может значительно продлить срок службы таких устройств». Более того, они отметили, что «ожидается, что эта технология также будет способствовать более быстрой коммерциализации за счет значительного увеличения цикла замены медицинских устройств, имплантируемых человеку».
Исследование было опубликовано в Advanced Science .
