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
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
«Этого не должно происходить»: что ученые нашли в облаках Венеры
Там возможны абсолютно другие, просто невероятные формы жизни. И эксперименты это доказали...
Молилась и убивала: какой диагноз ставят Салтычихе психиатры и психологи?
Ученые говорят: феномен жестокости самой страшной помещицы России разгадан, но......
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Жизнь за пределами Земли: что рассказала ученым межзвездная комета 3I/ATLAS?
Объект настолько древний, что его возраст крайне сложно представить. И это не единственная загадка пришельца из глубокого космоса...
Нашли тайную комнату в гробнице Тутанхамона: почему там может быть Нефертити?
Если гипотеза подтвердится, это будет крупнейшее археологическое открытие современной эпохи...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...