Команда учёных из Северо-Западного университета разработала маленький, мягкий и гибкий имплантат, который обеспечивает обезболивание «по требованию» при помощи холода без каких-либо лекарственных препаратов. Исследователи верят, что это уникальное устройство может стать альтернативой опиоидам и другим обезболивающим средствам, вызывающим зависимость.

Биосовместимый, растворимый в воде имплантат мягко окружает нервы для доставки таргетированного охлаждения: таким образом устройство замораживает нервы, препятствуя передаче болевых сигналов в мозг пациента. При этом больной может самостоятельно регулировать интенсивность охлаждения при помощи внешней инфузионной помпы. Когда потребность в обезболивании исчезает, имплантат попросту поглощается организмом, потому его не придётся удалять хирургически. Учёные из Северо-Западного университета считают, что их изобретение оценят пациенты, которые столкнулись с необходимостью ампутации, повторных хирургических вмешательств и прочих медицинских процедур, которые не обходятся без серьёзного обезболивания. Хирурги могут устанавливать устройство непосредственно во время операции, чтобы облегчить послеоперационные болезненные ощущения.

По словам одного из создателей имплантата Джона Роджерса, опиоиды чрезвычайно эффективно справляются со своей задачей – обезболиванием, однако они также вызывают сильнейшую зависимость. Роджерс и его коллеги задались целью найти способ обезболивания, который не уступал бы лекарственным препаратам, но не имел свойственных им побочных действий. Кроме того, исследователи были заинтересованы в том, чтобы создать устройство, которое можно было бы включать и выключать мгновенно. В основе технологии лежит механизм, подобный тому, что заставляет наши пальцы неметь от холода. Девайс имеет программируемое локальное действие, которое можно направить даже на нервы, лежащие в глубине мягких тканей.

Устройство функционирует за счёт простого и известного всем процесса – испарения. Подобно тому как пот, испаряясь, охлаждает тело человека, имплантат содержит жидкий хладагент, который испаряется в заданной локации. По мере охлаждения нерва болевые сигналы, следующие по нему, постепенно замедляются, а затем полностью останавливаются. «Мишенью» имплантата являются периферийные нервы, которые связывают части человеческое тела с центральной нервной системой. Они отвечают за передачу сенсорных сигналов, в том числе и болевых: охлаждая всего пару таких нервов, мы можем осуществлять обезболивание в достаточно обширной части тела.

Имплантат содержит крошечные микрофлюидные каналы, по которым передвигаются перфторпентан и сухой азот (инертный газ). Перфторпентан является охлаждающей жидкостью, уже одобренной для использования в медицине в качестве пропеллента для дозированных ингаляторов и усиливающего контрастного вещества для ультразвуковой диагностики. Когда перфторпентан и сухой азот попадают в общую камеру, происходит реакция, провоцирующая быстрое испарение жидкости. К слову, имплантат оборудован крошечными сенсорами, которые отслеживают изменения температуры во избежание чрезмерного охлаждения нерва и последующего повреждения тканей.

Учёные не впервые исследуют способы применения криотерапии в анестезии. В частности, прежде специалисты проводили эксперименты с введением хладагентов в ткани при помощи инъекции: недостатком такой методики является низкая точность процедуры и обширная зона охлаждения. Побочные действия такого метода могут включать переохлаждение нервов, которые не отвечают за передачу болевых сигналов, но обеспечивают контроль двигательных функций. Ранее учёные также исследовали эффективность электрической блокады нервов, однако и этот метод имеет свои недостатки. Невозможно «отключить» нерв без его предварительной стимуляции, которая провоцирует нежелательные болезненные ощущения и мышечные спазмы.

Джон Роджерс и его коллеги уже не первый год работают над биосовместимыми имплантатами. Все компоненты их нового изобретения полностью безопасны и совместимы с тканями человеческого организма. Тело человека начинает поглощать их уже через несколько дней или недель, как это происходит с рассасывающимися швами. Имплантат толщиной с лист бумаги шириной до 5 мм манжетой оборачивается вокруг нерва. Лёгкий, мягкий и эластичный – этот материал идеально подходит для работы с чувствительными нервами. Испытание девайса на крысах уже показало многообещающие результаты, обеспечив достойный уровень контроля выраженности нейропатической боли у животных.