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2023-01-31
前沿 | 哪里疼就冰哪里！給神經(jīng)降溫，《科學(xué)》新研究開啟止痛革命
更新時(shí)間：2022-07-04 08:21:02作者：未知
▎藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)編輯
疼痛，是身體在受到傷害性刺激時(shí)的自我保護(hù)機(jī)制；但在很多情況下，痛覺也會(huì)讓我們陷入無盡的痛苦。在全球，每5個(gè)成年人中，就有一個(gè)正在遭受慢性疼痛的侵?jǐn)_。阿片類藥物可以有效地緩解疼痛，但這類藥物具有的高度成癮性，提醒科學(xué)家需要尋找非成癮性的全新止痛手段。
現(xiàn)在，一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)》雜志的研究向就我們展示了一項(xiàng)充滿科幻色彩的止痛“黑科技”：一種植入式的微型裝置可以通過給神經(jīng)降溫，實(shí)現(xiàn)長期、靶向性的止痛，真正實(shí)現(xiàn)“哪里疼就冰哪里”。
▲這款柔性裝置可以在體內(nèi)彎曲、延伸，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)止痛（圖片來源：美國西北大學(xué)）
這套全新的裝置厚度僅僅相當(dāng)于一張紙，是一款相當(dāng)迷你的柔性電子材料。在確定了需要緩解疼痛的感覺神經(jīng)的位置后，研究人員可以將裝置定向植入目標(biāo)神經(jīng)周圍，這時(shí)裝置可以卷曲、纏繞在這條神經(jīng)外圍，像袖帶一樣自行包裹住神經(jīng)，而不需要人為縫合。
在找到目標(biāo)區(qū)域之后，這套裝置是如何發(fā)揮作用的？
事實(shí)上，裝置的基本原理異常簡單：簡而言之，就是蒸發(fā)。正如汗水的蒸發(fā)可以給體表降溫，這款裝置包含的液體冷卻劑可以通過蒸發(fā)給特定的感覺神經(jīng)降溫，阻斷疼痛信號(hào)向大腦傳遞。
▲植入式裝置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)降溫、止痛示意圖（圖片來源：參考資料[1]）
為了實(shí)現(xiàn)給神經(jīng)降溫的效果，這款裝置包含了兩條微流體通道：一條通道含有液體冷卻劑：全氟正戊烷；另一條則是干燥的氮?dú)狻．?dāng)液體與氣體匯入同一條通道，氮?dú)獯偈挂后w迅速蒸發(fā)，從而對特定的神經(jīng)降溫。
“當(dāng)我們給神經(jīng)降溫時(shí)，其中的信號(hào)傳遞會(huì)逐漸減速，直至完全停止，”論文共同作者M(jìn)atthew MacEwan教授說，“我們專門靶向外周神經(jīng)，它們連接了我們的大腦與其他部位的脊髓。這些神經(jīng)能傳遞感覺刺激，這其中就包括痛覺。僅需冷卻一兩條目標(biāo)神經(jīng)，我們就能有效地緩解特定區(qū)域的疼痛感。”
實(shí)現(xiàn)降溫只是裝置的第一步，能控制降溫、避免過度降溫同樣重要。要知道，過度寒冷會(huì)損傷神經(jīng)及周圍組織，因此冷卻的時(shí)長與溫度控制必須十分精確。這款裝置中的薄膜熱傳感器可以隨時(shí)監(jiān)控神經(jīng)的溫度，從而調(diào)節(jié)降溫幅度、確保不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致組織損傷的超低溫。這樣，這款裝置就做到了在安全可逆的前提下阻止疼痛。
“在不使用藥物的情況下緩解疼痛、能迅速開啟或關(guān)閉、還能自行控制強(qiáng)度，這樣的設(shè)想令我們十分期待，”這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者，美國西北大學(xué)的John A. Rogers教授說，“我們開發(fā)的技術(shù)所使用的機(jī)制，類似于寒冷環(huán)境中手指的麻木感。我們的植入裝置使得降溫效應(yīng)以可編程的方式出現(xiàn)，并且直接、局部作用于目標(biāo)神經(jīng)?！?/p>
在完成止痛使命后，這款材料的另一個(gè)優(yōu)勢派上了用場。由于兼具生物兼容性與水溶性，該裝置最終可以被身體降解、吸收，避免了需要通過手術(shù)取出的麻煩。
▲裝置在50天內(nèi)逐漸降解、消失（視頻來源：美國西北大學(xué)）
研究人員相信，該裝置對于經(jīng)歷了外科手術(shù)甚至截肢手術(shù)的人來說尤為有效。同期的一篇觀點(diǎn)文章點(diǎn)評(píng)道：“這種可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)局部止痛的植入式裝置，將改變治療慢性疼痛的游戲規(guī)則……此外，該技術(shù)還為神經(jīng)科學(xué)研究與神經(jīng)內(nèi)科治療提供了新的機(jī)會(huì)?！?/p>
參考資料：
[1] Jonathan T. Reeder et al, Soft, bioresorbable coolers for reversible conduction block of peripheral nerves. Science (2022), www.science.org/doi/10.1126/science.abl8532
[2] Shan Jiang and Guosong Hong, Cooling the pain. Science (2022), www.science.org/doi/10.1126/science.abm8159
[3] Dissolving implantable device relieves pain without drugs. Retrieved June 30th, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/957142
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