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动物实验表明,无药物植入物可以帮助缓解神经损伤引起的疼痛。保罗林斯/盖蒂图片社
  • 研究人员创造了一种类似橡皮筋的装置,通过缠绕神经并冷却它们来缓解疼痛。
  • 该装置降低了大鼠坐骨神经损伤模型的疼痛敏感性,为缓解疼痛提供了一种非阿片类药物替代品。
  • 研究人员表示,在该设备进入人体试验之前需要进行更多的研究。

尽管阿片类药物具有很高的滥用风险,但由于其高效在治疗疼痛方面,它们继续被广泛使用。

然而,研究表明,21-29% 的患者因慢性疼痛而开具阿片类药物滥用。同时,手术后阿片类药物滥用发生在每 1,000 人中有 1.8 人接受胸椎和脊柱融合手术的人。

2021 年,美国疾病控制与预防中心 (CDC) 记录了估计100,3062020 年 4 月至 2021 年 4 月美国药物过量死亡人数比上年增加 28.5%。

新的非成瘾性止痛药的开发可以帮助遏制阿片类药物的滥用。

最近,研究人员开发了一种小型的生物相容性植入装置,它可以包裹神经并通过冷却它们来缓解疼痛。

“该设备在物理上类似于橡皮筋,但能够冷却周围神经的目标区域以阻止疼痛信号的传播,”博士。约翰·A。西北大学材料科学与工程、生物医学工程和神经外科教授、该研究的主要作者罗杰斯告诉今日医学新闻。

“这些材料在使用一段时间后会自然地吸收到体内,适时解决患者在手术恢复过程中所经历的疼痛,”他说。

该研究发表在《科学》杂志上。

设备工作原理

研究表明,将周围神经局部冷却至 15 摄氏度以下会阻断神经信号传导。其他研究表明,作为一种潜在的非成瘾性、可逆的长期疼痛缓解方法,如何提高神经冷却的有效性。

然而,目前冷却神经的装置依赖于无法提供局部冷却的刚性、庞大的系统。

在目前的研究中,研究人员创造了一种新的神经冷却装置。类似于橡皮筋,它通过缠绕单个神经来冷却它们。

该设备通过微流体通道工作:一个包含称为全氟戊烷的液体冷却剂,另一个包含干燥氮气,一种惰性气体。当液体和气体流入一个共用的腔室时,就会发生冷却,在那里它们会发生反应并导致液体蒸发。

与此同时,一个微型集成传感器监测神经的温度,以确保它不会太冷,否则可能导致神经和组织损伤。

由于该设备由水溶性和生物相容性材料制成,包括和醋酸纤维素,一旦不再需要,它就会无害地溶解到患者体内,类似于可溶解的缝线。

大鼠实验

研究人员在一个自由移动的坐骨神经损伤大鼠模型中测试了该装置。

在 15 分钟内将神经从 33 摄氏度冷却到 4 摄氏度会使信号幅度降低 77%,并使信号减慢 97%。

在超过 3 分钟恢复体温后,信号的幅度和速度都恢复到初始值的 97%。

植入后三周,他们发现将神经从 37 摄氏度冷却到 10 摄氏度会导致大鼠疼痛敏感性评分降低 7 倍。

研究人员报告了在植入 1、2、3 和 6 个月后通过组织学分析显示该装置的生物吸收证据。

研究人员得出结论,他们的神经冷却装置为一类用于非阿片类药物疼痛管理的植入式冷却系统奠定了基础。

他们指出,它可能对术后疼痛特别有用,并且外科医生可以在手术过程中将该装置连接到受影响的神经上。

对疼痛管理的影响

博士。未参与该研究的斯坦福大学医学院疼痛医学助理教授 Vafi Salmasi 告诉 MNT,这项新技术具有四个显着优势,可以“肯定改变”术后疼痛的治疗:

  • 它可以在手术期间植入,无需额外干预。
  • 它需要最少的维护
  • 它可能具有非常低或没有感染的风险
  • 它是生物可吸收的,以后不需要去除。

博士。卡内基梅隆大学生物医学工程系的高级研究员 Kai Yu 也没有参与这项研究,他告诉 MNT,该设备和技术很有前景。

“基于这些数据,该设备为局部和按需止痛提供了一种有效、快速和精确的解决方案,这肯定不会上瘾,并有望在某些情况下取代术后阿片类药物治疗。”
— 博士开宇

他补充说,虽然他对这项工作感到非常兴奋,但它的成功应用“依赖于负责传递疼痛信号的孤立神经的清晰解剖”。

因此,该装置对于涉及直接神经暴露的手术的术后疼痛是有限的。

“更好地管理非局部的或在神经系统中定义不明确的急性和慢性疼痛仍然是一个巨大的挑战。许多类型的疼痛都表现出这样的特征,”博士解释说。于。

博士。Rogers 指出,虽然该设备的工程方面已经完成,但仍处于开发的早期阶段。

“我们现在通过额外的动物模型研究将更多的注意力集中在冷却对神经的长期影响上。我们希望在几年内开始对人类进行评估,”他说。

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