不含藥物、可被人體吸收!

《Science》美研發軟性電子止痛裝置 精準「冷卻」神經元

撰文記者 巫芝岳
日期2022-07-04
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《Science》美研發軟性電子止痛裝置 精準「冷卻」神經元 (圖片來源:西北大學)

近日(6月30日),美國西北大學(Northwestern University)科學團隊,開發出一項能「冷卻」神經來緩解疼痛的「植入式軟性電子材料」,這項僅有一張紙的厚度、最寬處直徑只有5毫米的軟性裝置,能鎖定特定神經元止痛,且使用後可完全被人體吸收、不需再以手術取出。該研究發表於頂尖期刊《Science》。

該研究是在西北大學材料科學教授John Rogers,與聖路易華盛頓大學(WUSTL)醫學院神經工程學家Matthew MacEwan團隊的合作下完成。

其設計的這項帶狀裝置中,包括兩條微流體通道,一條含有液態冷卻劑「全氟戊烷」(1H-perfluoropentane),另一條則含有乾燥氮氣;當液體與氣氣匯集時,氮氣會讓液體迅速蒸發,達到降溫效果。

當神經降溫時,其訊號傳遞會減速到完全停止。MacEwan表示,這項材料是以周邊神經為標靶,這些感覺神經元會傳遞包括痛覺在內的各種感覺,而只要冷卻一至二條目標神經,就能有效緩解特定部位疼痛。

除了降溫外,為了避免過度的低溫損害神經或周圍的組織,這款裝置中也設計了薄膜熱感測器,能隨時監測神經溫度,進而調整降溫幅度,使這項止痛材料安全且可逆。

此外,這項裝置更兼具生物相容性和水溶性,以手術植入後,最終可被人體分解並吸收,省去需再以手術取出的麻煩。

Rogers表示,這項技術使用的機制,類似在寒冷環境中手指感到麻木的機轉,其裝置能直接、局部作用於目標神經上。

研究人員認為,該裝置的價值最能體現在常規手術或截肢手術後的止痛,外科手術醫師可直接在手術過程中將裝置植入人體。

由於這項裝置完全不涉及藥物作用,全氟戊烷也是一項已批准的超音波顯影劑和呼吸道藥物常用壓力吸入器(pressurized inhalers)材料,因此,對使用者不會造成藥物成癮風險,也不會有藥物造成的副作用,更有望減緩美國嚴重的鴉片類藥物成癮危機。

參考資料:

1. 論文原文:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8532

2. https://www.studyfinds.org/pain-relief-implant-northwestern-university/

(編譯/巫芝岳)