奥克兰大学与查尔姆斯理工大学的一项突破性研究为脊髓损伤患者带来新希望。研究人员开发出可直接向受损脊髓输送温和电流的超薄植入装置。该设备通过模拟天然发育信号刺激神经修复,在动物实验中成功恢复了大鼠的运动能力和触觉——且未引起炎症或组织损伤。
脊髓损伤会破坏大脑与身体之间的信号传输,常常导致功能丧失。"与通常在皮肤上能自行愈合的伤口不同,脊髓无法有效再生,这使得这些损伤是毁灭性且目前无法治愈的,"首席研究员、奥克兰大学瓦帕帕陶玛塔劳(Waipapa Taumata Rau)药学院高级研究员布鲁斯·哈兰(Bruce Harland)博士说道。
在出生前,以及出生后程度较轻地,天然存在的电场在早期神经系统发育中扮演着至关重要的角色,它们促进并引导神经组织沿着脊髓生长。科学家们如今正在实验室中利用这种相同的电引导系统。一项动物研究表明,一种可植入电子设备在脊髓损伤后已恢复了运动功能,这为人类甚至他们的宠物带来了一种有效治疗方法的希望。
"我们开发了一种超薄植入物,设计用于直接放置在脊髓上,精确地对准大鼠的损伤部位,"哈兰博士说。
该设备在损伤部位传递精确受控的电流。"其目的是刺激愈合,使人们能够恢复因脊髓损伤而丧失的功能,"该大学药学院步行治愈计划(CatWalk Cure Program)主任达伦·斯维斯基斯(Darren Svirskis)教授说。
与人类不同,大鼠在脊髓损伤后具有更强的自发恢复能力,这使得研究人员能够比较自然愈合与电刺激辅助下的愈合效果。
四周后,与未接受治疗的动物相比,每日接受电场治疗的动物表现出运动功能改善。
在整个12周的研究中,它们对轻柔触摸的反应速度更快。
"这表明该疗法促进了运动和感觉功能的恢复,"哈兰说。"同样重要的是,我们的分析证实治疗未引起脊髓炎症或其他损伤,证明其不仅是有效的,而且是安全的。"
这项发表于《自然通讯》(Nature Communications) 期刊的新研究,源于奥克兰大学与瑞典查尔姆斯理工大学(Chalmers University of Technology)的合作。
"长期目标是,将这项技术转化为一种医疗器械,造福于那些遭受这些改变生活的脊髓损伤的患者,"查尔姆斯理工大学的玛丽亚·阿斯普隆德(Maria Asplund)教授说。
"这项研究提供了一个令人兴奋的概念验证,表明电场疗法可以辅助脊髓损伤后的恢复,"同样来自查尔姆斯理工大学的博士生卢卡斯·马特(Lukas Matter)说。
下一步是探索不同的治疗剂量,包括强度、频率和治疗持续时间,如何影响恢复效果,以期发现最有效的脊髓修复方案。