Нервно-мышечный имплант, напечатанный на 3D-принтере

Исследователи из России и Германии разработали технологию 3D-печати мягких нейропротезов NeuroPrint. В перспективе технология сможет помочь людям с травмой спинного мозга вернуться к привычной жизни.

Мягкие нейроимпланты напечатали на 3D-принтере
Технология гибридной 3D-печати NeuroPrint

Разработка уже показала свою эффективность в исследованиях на рыбах и млекопитающих. Посвященная ей статья опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering. Теперь подробнее.

Ежегодно до полумиллиона человек получают травмы спинного мозга, которые зачастую сопровождаются потерей чувствительности и возможности ходить, а также нарушениями работы внутренних органов. Чтобы помочь людям с инвалидностью вернуться к привычной жизни, исследователи занимаются разработкой инвазивных нейропротезов, способных проводить электрический сигнал в спинной и головной мозг и восстанавливать утраченные функции. Одна из главных проблем это внедрение нейропротезов внутрь ткани. Несмотря на биосовместимость и эластичность, материалы не всегда удается быстро адаптировать под анатомические и возрастные особенности пациентов.

Мягкие нейроимпланты напечатали на 3D-принтере
Применение технологии гибридной 3D-печати NeuroPrint

Решение этой проблемы предложила команда ученых из Института трансляционной биомедицины Санкт-Петербургского государственного университета и Дрезденского технического университета. Они разработали новую технологию 3D-печати, которая позволяет быстро изготавливать индивидуальные нейроимпланты. Подход стал возможен благодаря технологиям гибридной 3D-печати NeuroPrint.

Сначала в принтере создается геометрия будущего нейроимпланта из силикона, который также служит изолирующим материалом. Затем на основу наносятся микрочастицы платины или другого электропроводящего элемента. После чего проводится активация поверхности при помощи холодной плазмы. Причем количество и конфигурацию электродов в нейроимпланте можно менять, получая устройства для имплантации в различные ткани. Среднее время производства от создания проекта до получения прототипа может составлять всего 24 часа.

«Благодаря этой технологии процесс создания нейроимплантов может существенно ускориться и удешевиться, — рассказал один из авторов работы, профессор СПбГУ Павел Мусиенко. — Учитывая компактность оборудования и универсальность подхода, нельзя исключать, что в будущем изготавливать индивидуальные нейроимпланты для конкретного пациента можно будет прямо в больнице, в полной мере следуя принципам персонализированной медицины и максимально сокращая стоимость и сроки поставки».

Нейробиологи уже проверили технологию на модельных объектах — рыбках данио-рерио и млекопитающих. Новые нейроимпланты продемонстрировали высокий уровень биоинтеграции и функциональной стабильности, а также не уступили своим аналогам в восстановлении двигательных функций конечностей и контроле функций мочевого пузыря. Кроме того, ученые смогли напечатать мягкие имплантаты, по форме и характеристикам близкие к наружной соединительнотканной оболочке мозга. Это важное достижение, так как многие научные эксперименты и клинические практики невозможны из-за слишком жестких нейрональных имплантатов, не подходящих к мягким структурам нервной ткани.

Ссылка на источник

Просмотров
Всего:
1 370 | За месяц: 0 | За неделю: 0 | За сутки: 0