Innowacyjny materiał pomaga w rozwijaniu neuronowych urządzeń elektronicznych
Ponad 165 milionów Europejczyków cierpi na jakąś postać zaburzeń mózgowych, w tym na choroby Alzheimera i Parkinsona, padaczkę, depresję, udar i przewlekłe migreny. Według danych Komisji Europejskiej co trzecia osoba w pewnym momencie swojego życia doświadczy zaburzeń neurologicznych lub psychiatrycznych. Chociaż wiele z tych zaburzeń wciąż pozostaje niewyleczalne, sposób ich diagnozowania i leczenia znacznie się rozwinął. Jednym z czołowych osiągnięć w tym zakresie jest zastosowanie elektroniki neuronowej, urządzeń medycznych wszczepianych do mózgu w celu rejestrowania i stymulowania aktywności mózgu. „Problem z neuronowymi urządzeniami elektronicznymi polega na tym, że są one bardzo inwazyjne i powodują stan zapalny otaczającej je tkanki”, mówi Alexandra Rutz, koordynatorka finansowanego ze środków UE projektu BRAIN CAMO. „To z kolei skutkuje awarią urządzenia lub tym, że nie spełnia ono swojego zamierzonego celu”. Na Uniwersytecie w Cambridge Rutz pracowała nad rozwiązaniem tego problemu przy wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie”. Zaproponowanym przez nią rozwiązaniem jest innowacyjny materiał, który mógłby posłużyć za skuteczną barierę oddzielającą wszczepione urządzenie od otaczającej je tkanki.
Potencjał drzemiący w śliskim materiale
Badania Rutz koncentrowały się na zastosowaniu powłok z unieruchomionej cieczy. „Odkryliśmy, że materiał ten pomaga ograniczyć urazy powstałe wskutek wprowadzania urządzeń do tkanki”, wyjaśnia. „Jest to ważne odkrycie, ponieważ ograniczenie urazu w trakcie procedury chirurgicznej może pomóc w poprawie wyników pacjentów i zmniejszeniu ryzyka wystąpienia powikłań pooperacyjnych”. Po wykazaniu skuteczności materiału Rutz zastosowała go w istniejących urządzeniach. Okazało się to jednak być trudne. „Ze względu na śliskość materiału po wprowadzeniu do tkanki ześlizguje się on z urządzenia”, mówi. „Rozwiązaliśmy ten problem, używając promotora adhezji, aby związać powłokę z urządzeniem, co zapewniło nam stabilność potrzebną do pomyślnego wprowadzenia do tkanki”. Badania Rutz przyczyniły się do opracowania nowych neuronowych urządzeń elektronicznych, zaprojektowanych tak, aby zminimalizować urazy tkanek. „Prace te dowodzą, że właściwości powierzchniowe są kolejną cechą materiału, jaką należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu nowej generacji biozgodnych urządzeń do implantacji”, dodaje.
Nawiązywanie kontaktów na całym świecie
Poza dokonaniem ważnych odkryć naukowych projekt ten przyczynił się również do rozwoju kariery Rutz. Stypendium w ramach działań „Maria Skłodowska-Curie” dało jej wyjątkową możliwość prowadzenia badań w UE pomimo jej amerykańskiego obywatelstwa. „Szansa na życie i pracę za granicą była dla mnie niezwykle cennym doświadczeniem, które wiele mnie nauczyło”, zauważa Rutz. „Jestem szczególnie wdzięczna za możliwość poznania sposobu prowadzenia badań w innych częściach świata oraz wielu wspaniałych naukowców, których przyciąga UE, a także współpracy z nimi”. Obecnie Rutz jest w trakcie przygotowań do otwarcia własnego, niezależnego laboratorium na Uniwersytecie Waszyngtona w St. Louis w Stanach Zjednoczonych, na którym będzie kontynuować swoje badania, a także obejmie funkcję adiunkta inżynierii biomedycznej. „Projekt BRAIN CAMO zmienił moje spojrzenie na życie, zarówno osobiste, jak i zawodowe”, podsumowuje. „Chociaż wróciłam do Stanów Zjednoczonych, to mam nadzieję, że kontakty, które nawiązałam z europejskimi naukowcami, przydadzą mi się w trakcie całej mojej kariery”.
Słowa kluczowe
BRAIN CAMO, neuronowe urządzenia elektroniczne, uraz, zaburzenie mózgowe, neurologiczne, urządzenia medyczne, aktywność mózgu
