Ежедневные клинические новости – Гибкий имплантируемый в мозг зонд точно измеряет дофамин в режиме реального времени – Хирургические методы

Гибкий имплантируемый в мозг зонд точно измеряет дофамин в режиме реального времени

Авторы статьи HospiMedica International
Опубликовано 26 декабря 2023 г.

Дофамин играет жизненно важную роль нейромедиатора в центральной нервной системе, влияя на различные функции мозга, такие как мотивация, память и вознаграждение. Аномальные уровни дофамина в мозге связаны с возникновением дегенеративных заболеваний головного мозга, поэтому крайне важно контролировать эти уровни у пациентов с неврологическими расстройствами для точной диагностики и лечения. Современные имплантируемые в мозг зонды для измерения дофамина обычно требуют использования как минимум двух отдельных зондов и часто имеют жесткую конструкцию, непригодную для мягких тканей мозга. Эти проблемы могут привести к повреждению тканей или воспалению, ставя под угрозу способность датчиков последовательно и точно контролировать уровень дофамина. Хотя предпринимались попытки разработать имплантируемые в мозг зонды с использованием гибких устройств, эти решения часто по-прежнему требуют введения либо больших, либо нескольких зондов, что создает существенный риск серьезного повреждения головного мозга.

Чтобы преодолеть ограничения существующих зондов, исследователи из DGIST (Тэгу, Южная Корея) создали инновационное устройство для точного измерения концентрации дофамина в режиме реального времени, сводя при этом к минимуму повреждение головного мозга. В этом революционном устройстве используется один гибкий зонд, имплантируемый в мозг, что обещает стать ключевой технологией в разработке индивидуальных зондов для людей с дегенеративными заболеваниями головного мозга. Это новое устройство позволяет точно отслеживать дофамин, безопасно и надежно вставляя один гибкий зонд на длительный срок. Зонд имеет уникальную двустороннюю конструкцию: на одной стороне расположены рабочий и электрод сравнения, а на другой — противоэлектрод. Такая конструкция удваивает измеряемую площадь по сравнению с традиционными одноповерхностными датчиками без увеличения площади вставки.

Изображение: Устройство для измерения дофамина может точно анализировать концентрацию дофамина в режиме реального времени, сводя к минимуму повреждение головного мозга (фото любезно предоставлено DGIST)

Рабочий электрод был значительно улучшен за счет сложной трехмерной структуры наностержней из оксида цинка (ZnO), что значительно увеличило удельную площадь поверхности зонда. Это нововведение позиционирует технологию как новый, минимально инвазивный датчик дофамина, оптимизирующий функциональность зонда и сводящий к минимуму повреждение тканей головного мозга. Кроме того, электроды зонда имеют змеевидную форму для повышения механической стабильности и решения структурной проблемы увеличения расстояния между нейтральным слоем зонда и электродами во время модификации. Эта продуманная конструкция гарантирует, что электроды останутся стабильными даже после модификации, что знаменует собой значительный скачок в технологии диагностики и лечения заболеваний головного мозга.

«Разработанный зонд на основе двусторонней структуры позволяет осуществлять высокоточное и стабильное долговременное измерение концентрации дофамина, чего не удавалось достичь при использовании существующих зондов. Он потенциально может стать стандартом для разработки зондов для поддержки пациентов с заболеваниями головного мозга», — сказал Чан Кён Ин, профессор кафедры робототехники и мехатроники DGIST, который возглавлял исследовательскую группу.

Ссылки по теме:
ДГИСТ