Гидрогель против паралича. Изобретён гидрогель, «заживляющий» нервы.

В 60-х годах прошлого века произошло одно весьма примечательное событие: специальная сессия ООН, посвящённая проблемам засухи, призвала учёных всего мира найти выход из положения. После этого столь значимое сотрудничество политики и науки случилось, разве что, в середине 80-х, при утверждении «Венской конвенции» и «Монреальского протокола» по охране озонового слояЗемли.

Одним из ответов научного сообщества стала уникальная разработка, получившая название гидрогель. Это вещество имеет функционал накопительного резервуара с гибкими стенками. Проще говоря, оно обладает свойствами накапливать, удерживать и отдавать влагу как губка (благодаря чему сохраняется водный баланс между самим гидрогелем и внешней средой), но не как губка, а как детский воздушный шарик – способно значительно изменять свой объём.

В мировом сельском хозяйстве эта разработка произвела просто-таки фурор и теперь во многих районах планеты применяется на постоянной основе как безусловная, само собой разумеющаяся мера.

С тех пор различным модификациям этого материала найдено применение во многих сферах деятельности. И вот теперь инженеры совместно с врачами разработали новую разновидность гидрогеля, которая может восстанавливать повреждения нервов быстрее и надёжнее, чем любые другие методы.

Новый гидрогель, как и его собратья, представляет собой пористый и водонасыщенный материал, который может растягиваться и сгибаться. Но в то же время он очень отличается от предшественников гораздо более важным свойством – распространять нейронные сигналы. Его предыдущая версия стала выходом в щекотливой ситуации, когда, чтобы исследовать или простимулировать активность мозга через вживление электродов, мозгу неотвратимо наносились повреждения, буквально разрушающие клетки, стоящие на пути электрода, в процессе его погружения. Тогда, в начале 2018-го, операция на спинном мозге кошки показала, что гидрогель-нейропроводник, размещённый на тестируемом участке, с погружённым в него, а не в нервную ткань, электродом решает сразу несколько проблем: во-первых, в результате процедуры нервам не наносится урона, а во-вторых – без повреждений не будет и отклика иммунной системы мозга в виде воспалений, которые тоже могут не пройти бесследно.

И вот теперь, в ходе испытаний на животных, команда исследователей из Нанкинского университета обнаружила, что гидрогель, ко всему прочему, восстанавливает утраченные функции организма и помогает животным быстрее выздоравливать! Результаты исследований, опубликованные в журнале ACS NANO, позволяют надеяться, что гель будет работать и в медицине. И если так, то перспективы у него просто огромны.

Травмирование нерва может повлиять на способность мозга взаимодействовать с мышцами и органами – проводимые нервами биоэлектрические сигналы, испускаемые и принимаемые мозгом, могут затухать или вовсе обрываться, так и не попадая в пункт назначения. Следствием периферической невропатии (так называется повреждение периферических нервов, связывающих мозг с остальным телом) может быть множество недомоганий – боль, онемение, снижение двигательной функции и многие другие симптомы, в зависимости от тяжести, характера и локализации травмы. В особо тяжёлых случаях это часто приводит к параличу, хроническим болям, неврологическим расстройствам и даже инвалидности вследствие «обрыва цепи».

Лечение и восстановление нервных соединений нынешними методами довольно сложно и часто сталкивается с рядом проблем. К примеру, повреждённый нерв можно заменить, взяв «донорский» участок из другого места тела пациента, или воссоздать, имплантируя искусственный нерв. Но реабилитация в таких случаях может затянуться, восстановление протекает очень медленно и нередко требует повторных операций.

Однако, хотя тестирования на людях ещё не было проведено, уже можно утверждать, что отличие разработки состоит как раз в скорости заживления и регенерации тканей. Исследование парадигмы, основанной на применении нового гидрогеля, обнаружило возвращение функциональности повреждённых нервов у крыс и жаб в течение считанных недель.

Да это же просто фантастика.

Более того, врачи предполагают, что этот лечебный фактор можно даже ускорить! Причина такого оптимизма в том, что под действием инфракрасного света гидрогель становится ещё лучшим проводником электричества. Так что, потенциально, он оказывается ещё более эффективным в качестве импланта-заменителя участка повреждённых нервных волокон.

Но на самом деле, хоть это открытие весьма и весьма воодушевляет, не стоит «бежать впереди паровоза». Ещё слишком рано говорить об окончательном решении проблем, допустим, при параличе, и уж тем более о возвращении способности ходить людям, её когда-то потерявшим. Как себя покажет этот чудо-материал в нейрохирургии, какое влияние он окажет на пациентов, будет ли лечение и выздоровление сопровождаться побочными эффектами (и если да, то какими именно) позволят узнать только будущие исследования.

Но зато теперь мы имеем действительно веские основания надеяться на лучшее: ведь если применительно к людям технология окажется настолько же работоспособной, как в упомянутых экспериментах, то мы получим и небывалые возможности в медицине, и, видимо, новые интерфейсы мозг-компьютер. Поскольку гидрогелевая электроника идеально подходит для нейро-интерфейсов вследствие сверхсовместимости с тканями головного мозга и периферической нервной системы по своим механическим и электрическим свойствам, как-то само собой думается, что соответствующие технологические разработки не за горами.

Что ж, будущее всё интереснее!

По материалам Futurism, WOL, ACS.