Прозрачный имплантат черепа предоставляет ‘окно мозгу’

Ученые создали новый прозрачный имплантат черепа, который может дать нейрохирургам «окно мозгу», согласно исследованию издал в журнале Nanomedicine: Нанотехнологии, Биология и Медицина.Исследователи из Калифорнийского университета, Риверсайд, говорят, что надеются, что имплантат приведет к новым стратегиям лечения для тех с опасными для жизни неврологическими расстройствами, такими как травматическое повреждение головного мозга и рак мозга.В настоящее время, большинство неврологических процедур включают удаления фрагментов костей черепа. Удаление фрагментов костей черепа является нейрохирургической процедурой, куда часть черепа удалена, чтобы дать набухание в мозговой комнате, чтобы расшириться.

Основанное на лазере лечение показало обещание для многих заболеваний мозга в прошлом, но большинство медицинских лазеров неспособно проникнуть через череп. Поэтому ученые надеются, что этот новый имплантат возьмет основанное на лазере неврологическое лечение к следующему уровню.

Как имплантат был создан?Ученые создали прозрачный имплантат черепа, что они назвали «окно к мозгу», версия которого изображена.

Фото кредит: UC Риверсайд.Команда создала имплантат с помощью керамического материала, в настоящее время использующегося в зубных коронках и модных имплантатах, названных yttria-устойчивой двуокисью циркония (YSZ).Несмотря на то, что этот материал традиционно непрозрачен, ученые использовали процесс под названием CAPAD — метод, уменьшающий пористость материала к «нанометрическим размерам», и в свою очередь уменьшающий «оптическое рассеивание», заставляющее YSZ быть непрозрачным.

Прозрачный YSZ тогда полировался, нагревался, и замедлитесь охлажденный, чтобы ужесточить материал и разрезать в прямоугольные имплантаты размерами 2.1 x 4.2 x 0,2 mm3.’Первый решающий шаг’

Проиллюстрированный поперечный разрез головы, показывая, как имплантат черепа работал бы с основанными на лазере стратегиями лечения.Кредит изображения: Мейо KoderaЧтобы проверить имплантат в действие, исследователи выполнили правосторонние удаления фрагментов костей черепа на анестезированных мышах.

Левая сторона черепа была не модифицирована, чтобы действовать как контроль.Ученые тогда фиксировали имплантаты к окружающему черепу с зубным цементом.Отображение оптической томографии последовательности (OCT) использовалось по 2×2 mm2 область и на левом черепе и на праве с имплантатом YSZ.Результаты показали, что ОКТЯБРЬ обеспечил значительно более четкое отображение на правом черепе с имплантатом YSZ, по сравнению с левым черепом.

Исследователи добавляют, что сигнальная прочность на почти каждой глубине была намного выше, когда отображение посредством имплантата YSZ, представляя свидетельства, что имплантат улучшает производительность отображения.Доктор Кевин Биндер, клинический врач и адъюнкт-профессор биомедицинских наук в Калифорнийском университете, Риверсайд, говорит:«Это — критический первый шаг к инновационному новому понятию, которое обеспечило бы клинически жизнеспособное средство для того, чтобы оптически получить доступ к мозгу, по требованию, по большим площадям, и на хронически повторяющейся основе, без потребности в повторных удалениях фрагментов костей черепа».Ученые отмечают, что несмотря на то, что имплантаты YSZ не являются первыми прозрачными имплантатами черепа, о которых сообщат, они являются первыми, который мог реалистично использоваться у людей. Они говорят, что это происходит из-за крутизны материала, делающего имплантат более устойчивым, чтобы потрясти и повлиять, по сравнению с ранее созданными основанными на стакане имплантатами.

Они добавляют, что, а также безопасность улучшения, это могло также уменьшить самосознание пациента путем уменьшения потребности в значимом защитном головном уборе.Имплантат ‘мог обеспечить удобный момент’Исследователи говорят, что несмотря на то, что это исследование находится на ранних стадиях «окна к мозговому» понятию, важно отметить возможности, которые мог обеспечить имплантат.Например, они подчеркивают, что имплантат мог использоваться для хронического контроля мозгового отека — избыточное накопление жидкости в мозгу, который невозможен с текущими методами.

«Точно так же это может позволить хронический контроль и более точное планирование фотодинамических методов лечения для остаточных глиом, которые могли продлить выживание и улучшить качество жизни для многих страдающих от рака мозга», добавляют они.«Наконец, это могло обеспечить платформу для развития новых оптических методик нейромодуляции с возможным применением в пределах от фундаментальных исследований нейрофизиологии к клинической психиатрии».