Zespół naukowców z Uniwersytetu Nowojorskiego w Abu Zabi opracował nowatorski implant SPIRAL, który może zmienić sposób leczenia chorób neurologicznych. Dzięki unikalnej, elastycznej konstrukcji urządzenie umożliwia jednoczesne i bezpieczne dostarczanie leków do wielu obszarów mózgu, zwiększając skuteczność terapii i minimalizując ryzyko działań niepożądanych.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak działa elastyczny implant SPIRAL i dlaczego jego konstrukcja jest przełomowa w terapii mózgu
- W jaki sposób SPIRAL umożliwia precyzyjne dostarczanie leków do wielu obszarów mózgu jednocześnie
- Jakie są korzyści zastosowania SPIRAL w leczeniu chorób neurologicznych, takich jak glejak czy Parkinson
- Dlaczego implant może być bezpiecznie stosowany długoterminowo i jakie ma potencjalne zastosowania poza farmakoterapią
Elastyczny implant SPIRAL: nowe możliwości terapii mózgu
Ludzki mózg to jeden z najbardziej złożonych organów w ciele człowieka – składa się z miliardów neuronów i setek wyspecjalizowanych struktur odpowiadających za pamięć, emocje, ruch czy mowę. Leczenie chorób neurologicznych, takich jak padaczka, choroba Parkinsona czy glejak wielopostaciowy, wymaga często precyzyjnego działania na konkretne obszary mózgu. Jednak obecnie stosowane implanty i cewniki są ograniczone – uwalniają lek z jednego lub dwóch punktów, co skutkuje nierównomiernym rozprowadzeniem substancji, obniżeniem skuteczności terapii i wzrostem ryzyka działań niepożądanych.
Naukowcy z Uniwersytetu Nowojorskiego w Abu Zabi (NYUAD) opracowali innowacyjne urządzenie, które może zrewolucjonizować sposób leczenia wielu chorób neurologicznych. Elastyczny implant SPIRAL (Strategic Precision Infusion for Regional Administration of Liquid) to cienka rurka, która umożliwia równomierne i bezpieczne dostarczanie leków do kilku regionów mózgu jednocześnie.
SPIRAL – przełom w dystrybucji leków w obrębie mózgu
Nowy implant wyróżnia się unikatową konstrukcją: wzdłuż całej długości elastycznej rurki rozmieszczone są precyzyjnie zaprojektowane mikrootwory, które umożliwiają kontrolowane uwalnianie leku w różnych miejscach. Jak podkreśla Khalil Ramadi, adiunkt bioinżynierii na NYUAD i NYU Tandon, główny autor projektu:
Zaburzenia neurologiczne często wynikają z bardzo specyficznych obszarów mózgu, ale nasze obecne narzędzia do oddziaływania na te obszary są ograniczone. SPIRAL pozwala nam dotrzeć do kilku regionów jednocześnie, bez dodatkowego ryzyka, co może zmienić sposób, w jaki stosujemy terapię tych schorzeń.
W odróżnieniu od klasycznych implantów, SPIRAL pozwala objąć większą objętość tkanki jednym wkłuciem, co jest szczególnie istotne przy schorzeniach wymagających działania na wielu strukturach jednocześnie lub leczenia dużych guzów, takich jak glejak.
Bezpieczeństwo i precyzja potwierdzone badaniami
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Journal of Neural Engineering zespół Ramadiego potwierdził skuteczność i bezpieczeństwo SPIRAL zarówno w modelowaniu komputerowym (CFD – computational fluid dynamics), jak i testach laboratoryjnych. Urządzenie nie wywołało wyższego poziomu stanu zapalnego w porównaniu do standardowych implantów, co oznacza, że może być bezpiecznie stosowane nawet w terapii długoterminowej.
Nasz projekt rozwiązuje duży problem istniejących implantów mózgowych, które zazwyczaj dostarczają leki z jednego lub dwóch punktów – wyjaśnia Batoul Khlaifat, asystent badawczy i współautor publikacji. – SPIRAL umożliwia bardziej równomierną dystrybucję leków na większych obszarach, przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa i minimalnej inwazyjności.
Jedno wkłucie – wiele punktów uwalniania
Dzięki spiralnej budowie i zastosowaniu zaawansowanych algorytmów przepływu, średnice portów w SPIRAL zostały tak dobrane, aby zapewnić jednolity przepływ i równomierne rozprowadzenie leku. To kluczowe w leczeniu chorób takich jak glejak wielopostaciowy, w których tradycyjne metody podawania leku nie pozwalają ominąć bariery krew-mózg i skutecznie dotrzeć do całej masy nowotworu.
Nasza spiralna forma z precyzyjnie dobranymi, równomiernie rozmieszczonymi otworami pozwala nam objąć większą tkankę jednym wkłuciem. Wykorzystując CFD do ustawienia średnic portów dla równomiernego przepływu, tworzymy platformę, która może znaleźć zastosowanie w podawaniu leków do innych narządów miąższowych – komentuje Mahmoud Elbeh, doktorant w laboratorium Ramadiego.
SPIRAL – potencjał znacznie wykraczający poza farmakoterapię
Choć aktualna wersja SPIRAL została zaprojektowana z myślą o podawaniu leków, jej potencjał wykracza poza ten jeden cel. Elastyczna struktura i wielopunktowa funkcjonalność urządzenia mogą zostać w przyszłości wykorzystane również do:
- stymulacji elektrycznej (np. w terapii Parkinsona),
- neuromodulacji (np. w leczeniu depresji lekoopornej),
- terapii biologicznych i komórkowych (np. w neurologii regeneracyjnej).
Dzięki możliwościom precyzyjnego działania na rozległe, a zarazem precyzyjnie zlokalizowane obszary mózgu, SPIRAL może znaleźć zastosowanie w terapii wielu trudnych i przewlekłych chorób neurologicznych, które do tej pory były leczone objawowo lub z ograniczoną skutecznością.
Silne zaplecze naukowe i międzynarodowe uznanie
Za sukcesem SPIRAL stoi interdyscyplinarny zespół naukowców NYUAD, w tym m.in. Shreya Manjrekar, Seung-Jean Kang, Yusheng Zhang, Parima Phowarasoontorn, Sadaf Usmani, Abdel-Hameed Dabbour, Heba T Naser, Hanan Mohamed i Minsoo Kim. Projekt wspierany był przez Centrum Badań Translacyjnych Wyrobów Medycznych (CENTMED) działające przy NYUAD.
Uniwersytet Nowojorski w Abu Zabi jest liderem naukowym w regionie Zatoki Perskiej – posiada ponad 90 laboratoriów badawczych i opublikował ponad 9200 prac naukowych w renomowanych czasopismach, a według Times Higher Education znajduje się w gronie 31 najlepszych uniwersytetów świata.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- Implant SPIRAL to cienka, elastyczna rurka z mikrootworami, umożliwiająca równomierne i kontrolowane uwalnianie leków w wielu obszarach mózgu jednocześnie.
- Bezpieczeństwo potwierdzone badaniami: SPIRAL nie wywołał zwiększonego stanu zapalnego, co czyni go odpowiednim do terapii długoterminowych.
- Przełom w leczeniu neurologicznym: SPIRAL pozwala objąć większą objętość mózgu jednym wkłuciem, omijając barierę krew-mózg – co ma znaczenie m.in. w leczeniu glejaka wielopostaciowego.
- Potencjał szerszego zastosowania: urządzenie może być dostosowane do terapii stymulacyjnych i leczenia innych narządów miąższowych, nie tylko mózgu.
Źródło:
- New York University Abu Dhabi
