Имплантаты из водорослей помогут лечить эпилептиков
Мозговые имплантаты, частично изготовленные из водорослей, успешно приживутся в ткани мозга у пациентов с эпилепсией, утверждают учёные из Шотландии. Глубокую стимуляцию мозга ранее использовали для лечения болезни Паркинсона и обсессивно-компульсивного расстройства. Теперь исследователи хотят адаптировать аналогичные нейронные зонды для лечения эпилепсии, особенно устойчивой к лекарствам.
Биоинженеры из Университета Глазго изучают растворимые вещества, которые помогли бы вводить гибкие имплантаты в мозг для регулирования эпилепсии, возникающей в височных долях.
Современные зонды для глубокой стимуляции мозга делают из кремния, и он часто вызывает рубцевание вокруг места вживления. Это связано с тем, что жёсткость инородного материала не соответствует более мягкой ткани мозга. Так что новое решение нуждается в гибких зондах из таких материалов, которые лучше приживутся. Однако чрезмерная мягкость не должна увеличить риск изгиба или поломки.
Учёные проверили эффективность сахарозы, мальтозы (солодового сахара), фиброина шёлка и альгината в качестве временных средств придания жёсткости. Фиброин — это белок, из которого плетут коконы гусеницы шелкопрядов, то есть натуральное вещество. Альгиновая кислота — это полисахарид, вязкое вещество, которое получают из водорослей, в том числе из морской капусты. Перечисленные вещества позволяют гибким зондам достигать своих целей в мозге без опасных изгибов, а затем растворяются после операции. Биоинженеры также измерили, сколько времени потребовалось этим материалам для рассасывания.
Исследователи затем сосредоточились на фиброине шёлка и альгинатных материалах. Биоинженеры выбрали их потому, что они достаточно долго держат форму перед тем, как рассосаться. А хирургам необходимо время, чтобы успеть имплантировать устройство в мозг.
— Мария Сересо-Санчес из Инженерной школы Джеймса Ватта, ведущий автор научной работы.
Причём альгинат из водорослей впервые исследовали в качестве «временной арматуры». Исследователи нанесли покрытия на гибкие зонды и протестировали их на имитации мозга. Для этого взяли гель из агарозы — это полисахарид из красных водорослей. Гель по консистенции имитировал реальную ткань мозга.
Фиброин оказался наиболее эффективным, поскольку при его использовании как раз возникает оптимальное усилие до 75,99 миллиньютона.
Материалы из фиброина шёлка дополнительно протестировали на образцах мозга ягнёнка и крысы, чтобы собрать дополнительные данные об их эффективности в условиях, сходных с человеческими.
На второй иллюстрации — схема гибкого нейронного зонда, имплантируемого в мозг крысы. Система, кроме зонда, включает разъём ZIF (от англ. Zero Insertion Force — введение с нулевым усилием) и гибкую печатную плату. Гибкий зонд прокрыт растворимым средством для введения.

Проделанная работа — частью проекта Hybrid Enhanced системы регенеративной медицины с бюджетом 8,6 млн долларов, который запустили в 2019 году. В исследованиях участвуют учёные из семи стран Европы.
Биоинженеры из Университета Глазго изучают растворимые вещества, которые помогли бы вводить гибкие имплантаты в мозг для регулирования эпилепсии, возникающей в височных долях.
Современные зонды для глубокой стимуляции мозга делают из кремния, и он часто вызывает рубцевание вокруг места вживления. Это связано с тем, что жёсткость инородного материала не соответствует более мягкой ткани мозга. Так что новое решение нуждается в гибких зондах из таких материалов, которые лучше приживутся. Однако чрезмерная мягкость не должна увеличить риск изгиба или поломки.
Учёные проверили эффективность сахарозы, мальтозы (солодового сахара), фиброина шёлка и альгината в качестве временных средств придания жёсткости. Фиброин — это белок, из которого плетут коконы гусеницы шелкопрядов, то есть натуральное вещество. Альгиновая кислота — это полисахарид, вязкое вещество, которое получают из водорослей, в том числе из морской капусты. Перечисленные вещества позволяют гибким зондам достигать своих целей в мозге без опасных изгибов, а затем растворяются после операции. Биоинженеры также измерили, сколько времени потребовалось этим материалам для рассасывания.
Исследователи затем сосредоточились на фиброине шёлка и альгинатных материалах. Биоинженеры выбрали их потому, что они достаточно долго держат форму перед тем, как рассосаться. А хирургам необходимо время, чтобы успеть имплантировать устройство в мозг.
Эксперименты показали многообещающие результаты для создания гибких нейронных зондов, чтобы без побочных последствий направлять их к отделам мозга. Это важный шаг вперед, и мы продолжаем изучать потенциал этих материалов для использования в процедурах нейронной имплантации
— Мария Сересо-Санчес из Инженерной школы Джеймса Ватта, ведущий автор научной работы.
Причём альгинат из водорослей впервые исследовали в качестве «временной арматуры». Исследователи нанесли покрытия на гибкие зонды и протестировали их на имитации мозга. Для этого взяли гель из агарозы — это полисахарид из красных водорослей. Гель по консистенции имитировал реальную ткань мозга.
Фиброин оказался наиболее эффективным, поскольку при его использовании как раз возникает оптимальное усилие до 75,99 миллиньютона.
Материалы из фиброина шёлка дополнительно протестировали на образцах мозга ягнёнка и крысы, чтобы собрать дополнительные данные об их эффективности в условиях, сходных с человеческими.
На второй иллюстрации — схема гибкого нейронного зонда, имплантируемого в мозг крысы. Система, кроме зонда, включает разъём ZIF (от англ. Zero Insertion Force — введение с нулевым усилием) и гибкую печатную плату. Гибкий зонд прокрыт растворимым средством для введения.

Проделанная работа — частью проекта Hybrid Enhanced системы регенеративной медицины с бюджетом 8,6 млн долларов, который запустили в 2019 году. В исследованиях участвуют учёные из семи стран Европы.
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com; studyfinds.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
В 2025 году в Беринговом море неожиданно появилось огромное количество крабов
Теперь ученые наконец-то нашли разгадку природной аномалии...
Летние каникулы длиной… в два с половиной года: как 777 российских детей вернулись домой через Сибирь, Америку и Европу
По этой удивительной истории запросто можно снять отличный сериал. Даже несколько сезонов...
Каспийское море снова изменилось: какие острова нанесут на новые карты
Почему географы очень строги к таким объектам и какие требования предъявляют к ним...
Маск только что показал летающий автомобиль: история говорит, что это может не сработать
Почему эксперты Popular Mechanics не верят в успех нового проекта владельца SpaceX и Tesla...
Что массово убивало пингвинов в 2024-м: ученые подозревали птичий грипп, но они ошибались
Поразительно, но виновник массовой гибели птиц больше 20 лет находился под носом у исследователей, а они его не замечали...
Вот почему самый загадочный в мире 600-летний текст до сих пор не расшифрован
Рукопись Войнича могли переплести не по порядку, и этот факт дает ответы на многие вопросы...
Ковчег русских детей: как 777 российских детей вернулись домой через Сибирь, Америку и Европу (продолжение)
Никто и не ожидал, что летние каникулы вдруг затянутся на два с половиной года...
Похоже, между кошками и их хозяевами существует загадочная гормональная связь
Этот эксперимент напрашивался уже давно, но после вопросов стало еще больше...
Муравьи Дракулы охотятся с первого дня жизни: их мозг может объяснить такую «кровожадность»
По словам ученых, когда-то такими были все муравьи, но что-то заставило их поменять свое поведение...
Парадокс Ванильного острова: почему на Мадагаскаре все рано или поздно заканчивается революцией
Что такое «красные зоны»? Как с ними связаны горбатые быки? И, вообще, какую роль в этой истории сыграла японское аниме?...
Что-то странное живет в старом топливе, вытекшем из затонувших кораблей во Вторую мировую войну
По словам ученых, в нефтепродуктах на дне моря «не протолкнуться»: 42 типа, 107 классов, 249 отрядов, 432 семейства, 1 047 родов микроорганизмов...
«Космос-2612» против спутника-шпиона: Россия показала, что не будет мириться с американской разведкой на орбите
Почему западные эксперты считают, что противостояние на орбите выходит на более новую и крайне опасную стадию...