Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, esnek elektronik ve yumuşak robotik tekniklerini kullanarak sinir liflerinin etrafını hasara yol açmadan sarabilen yeni bir tür esnek cihaz geliştirdi."
Tiny Robotic Nerve “Cuffs” Could Transform How We Treat Neurological Conditions
Cambridge araştırmacıları, sinirlerin etrafını sarabilen esnek, minimal invaziv cihazlar yaratarak nörolojik durumları tedavi etmek ve protezleri kontrol etmek için yeni yollar sundu.
Araştırmacılar, tek tek sinir liflerinin etrafını onlara zarar vermeden sarabilen küçük, esnek cihazlar geliştirdiler.
(Sanatçının konsepti.) Kaynak: SciTechDaily.com
Cambridge Üniversitesi'nden araştırmacılar, epilepsi ve kronik ağrı gibi bir dizi rahatsızlığın teşhis ve tedavisinde ya da protez uzuvların kontrolünde kullanılabilecek cihazları geliştirmek için esnek elektronik ve yumuşak robotik tekniklerini bir araya getirdi.
Periferik Sinir Arayüzlerindeki Gelişmeler
Beyni ve omuriliği birbirine bağlayan 43 çift motor ve duyu siniri olan periferik sinirlerle arayüz oluşturmaya yönelik mevcut araçlar eski, hantal ve yüksek sinir hasarı riski taşıyor. Ancak Cambridge ekibi tarafından geliştirilen robotik sinir 'manşetleri', herhangi bir hasara yol açmadan hassas sinir liflerini kavrayacak veya etrafını saracak kadar hassastır.
Sinir manşetlerinin fareler üzerinde yapılan testleri, cihazların kontrollü bir şekilde şekil değiştirmek için yalnızca küçük voltajlara ihtiyaç duyduğunu ve cerrahi dikişlere veya yapıştırıcılara ihtiyaç duymadan sinirlerin etrafında kendiliğinden kapanan bir halka oluşturduğunu gösterdi.
Potansiyel Uygulamalar ve Faydalar
Araştırmacılar, yumuşak elektrikli aktüatörlerin nöroteknoloji ile kombinasyonunun, bir dizi nörolojik durum için minimal invaziv izleme ve tedaviye bir cevap olabileceğini söylüyorlar. Sonuçlar 26 Nisan 2024'te Nature Materials dergisinde yayımlandı.
Elektrikli sinir implantları hedef sinirlerdeki sinyalleri uyarmak veya bloke etmek için kullanılabilir. Örneğin, ağrı sinyallerini bloke ederek ağrıyı hafifletmeye yardımcı olabilirler veya sinirlere elektrik sinyalleri göndererek felçli uzuvlarda hareketi yeniden sağlamak için kullanılabilirler. Sinir izleme aynı zamanda omuriliğe yakın herhangi bir yer gibi vücudun yüksek konsantrasyonda sinir lifi içeren bölgelerinde çalışırken standart bir cerrahi prosedürdür.
Bu implantlar sinir liflerine doğrudan erişim sağlar, ancak bazı riskleri de beraberinde getirir. Araştırmayı yöneten Cambridge Mühendislik Bölümü'nden Profesör George Malliaras, "Sinir implantları yüksek sinir hasarı riski taşıyor" diyor. "Sinirler küçük ve son derece hassastır, bu nedenle elektrot gibi büyük bir şeyi onlarla temas ettirdiğinizde, bu sinirler için bir tehlike oluşturur."
Sinir Manşeti Tasarımındaki Zorluklar ve Yenilikler
Cambridge Klinik Sinir Bilimleri Bölümü'nden ortak yazar Dr. Damiano Barone, "Sinirleri saran sinir manşetleri şu anda mevcut olan en az invaziv implantlardır, ancak buna rağmen hala çok hantal, sert ve implantasyonu zordur, önemli ölçüde kullanım ve sinirde potansiyel travma gerektirir" diyor.
Araştırmacılar, normalde yumuşak robotikte kullanılan iletken polimerlerden yapılmış yeni bir tür sinir manşeti tasarladılar. Ultra ince manşetler iki ayrı katman halinde tasarlandı. Küçük miktarlarda elektrik uygulamak -sadece birkaç yüz milivolt - cihazların şişmesine veya küçülmesine neden oluyor.
Manşetler bir iğneye sarılabilecek ve hedef sinirin yakınına enjekte edilebilecek kadar küçüktür. Elektriksel olarak aktive edildiğinde manşetler şekil değiştirerek sinirin etrafını sarar ve sinir aktivitesinin izlenmesine veya değiştirilmesine olanak tanır.
Makalenin ilk yazarı Dr. Chaoqun Dong, "Bu cihazların vücut içinde güvenli bir şekilde kullanılmasını sağlamak için, çalıştırma için gereken voltajı çok düşük değerlere indirmeyi başardık" diyor. "Daha da önemlisi, bu manşetlerin her iki yönde de şekil değiştirebilmesi ve yeniden programlanabilmesi. Bu, cerrahların siniri kaydetmek ve uyarmak için en iyi sonuçları elde edene kadar cihazın bir sinirin etrafına ne kadar sıkı oturduğunu ayarlayabilecekleri anlamına geliyor."
Gelecekteki Yönelimler ve Klinik Çıkarımlar
Sıçanlarda yapılan testler, manşetlerin ameliyat olmadan başarılı bir şekilde yerleştirilebildiğini ve hedef sinirin etrafında kendi kendine kapanan bir halka oluşturduğunu gösterdi. Araştırmacılar cihazları hayvan modellerinde daha fazla test etmeyi planlıyor ve önümüzdeki birkaç yıl içinde insanlarda test etmeye başlamayı umuyorlar.
Barone, "Bu yaklaşımı kullanarak, ağrı, görme veya işitmeyi kontrol eden sinirler gibi açık ameliyatla ulaşılması zor olan sinirlere, beynin içine herhangi bir şey yerleştirmeye gerek kalmadan ulaşabiliyoruz" diyor. "Bu manşetleri sinirlerin etrafını saracak şekilde yerleştirme yeteneği, bunu cerrahlar için çok daha kolay bir prosedür haline getiriyor ve hastalar için daha az riskli."
Malliaras, "Elektriksel aktivasyon yoluyla şekil değiştirebilen bir implant yapabilme yeteneği, yüksek düzeyde hedeflenmiş tedaviler için gelecekte bir dizi olasılığın önünü açıyor" diyor. "Gelecekte, vücutta ve hatta beyinde hareket edebilen implantlara sahip olabiliriz - bu, gelecekte hastalara fayda sağlamak için teknolojiyi nasıl kullanabileceğimizi hayal etmenizi sağlıyor."
Araştırma kısmen İsviçre Ulusal Bilim Vakfı, Cambridge Trust ve Birleşik Krallık Araştırma ve İnovasyon'un (UKRI) bir parçası olan Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi (EPSRC) tarafından desteklenmiştir.
Cambridge Üniversitesi, 26 Nisan 2024, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 10.07.2024, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans: "Minimal invaziv periferik sinir arayüzleri için elektrokimyasal olarak aktive edilen mikroelektrotlar" 26 Nisan 2024, Nature Materials. DOI: 10.1038/s41563-024-01886-0
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.