Bệnh viện Đại học Ajou phát triển thuốc điện tử không dây phân hủy trong cơ thể để điều trị thần kinh

Công nghệ thuốc điện tử không dây tùy chỉnh có thể được sản xuất phù hợp với kích thước và hình dạng thần kinh của bệnh nhân, và phân hủy trong cơ thể sau khi điều trị kết thúc đã được phát triển. Nó có thể kích thích thần kinh không dây mà không cần pin bên trong cơ thể hoặc dây dẫn nối ra ngoài da, và dự kiến sẽ được sử dụng trong điều trị thần kinh bị tổn thương trong tương lai.

Giáo sư Hyeon Jung-geun, Khoa Phục hồi chức năng y học tại Bệnh viện Đại học Ajou, công bố rằng thông qua nghiên cứu hợp tác với đội giáo sư Kang Seung-gyun của Bộ Kỹ thuật Vật liệu của Đại học Seoul, nhóm đã chế tạo thuốc điện tử không dây phân hủy được trong cơ thể bằng in 3D và xác nhận khả năng kích thích thần kinh ngoại vi và phục hồi chức năng trong thí nghiệm động vật.

Gần đây, nghiên cứu về thuốc điện tử cấy ghép giúp tái sinh các thần kinh bị tổn thương thông qua kích thích điện đang được tiến hành hoạt động. Tuy nhiên, các thiết bị cấy ghép trong cơ thể có thể cần phải loại bỏ qua phẫu thuật sau khi điều trị. Ngoài ra, các thiết bị điện tử phân hủy sinh học hiện tại gặp giới hạn trong việc sản xuất phù hợp với kích thước và hình dạng của thần kinh do quá trình sản xuất và lắp ráp phức tạp.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển mực điện tử phân hủy được bao gồm các lớp dẫn điện, bán dẫn, cách điện và bảo vệ, và áp dụng công nghệ in 3D để in nhiều vật liệu cùng nhau để tích hợp các thành phần chính của thuốc điện tử như bộ thu công suất không dây, các phần tử bán dẫn và điện cực kích thích bên trong cấu trúc ba chiều bao quanh thần kinh. Thiết bị này nhận năng lượng không dây từ bên ngoài cơ thể để truyền kích thích điện đến thần kinh, và thông qua thiết kế 3D, có thể điều chỉnh kích thước và hình dạng để sản xuất phù hợp với cấu trúc thần kinh riêng của từng bệnh nhân.

Trong thí nghiệm động vật nhỏ, nhóm đã xác nhận phản ứng cơ bắp theo kích thích không dây, và quan sát phục hồi chức năng tám tuần sau khi thực hiện kích thích điện trong một giờ sau tổn thương thần kinh ngoại vi. Trong thí nghiệm trên động vật lớn, nhóm cũng đã cấy ghép thiết bị bao quanh thần kinh và thành công trong việc gây ra phản ứng thần kinh không dây. Trong các thí nghiệm trên động vật, không có bất thường đáng chú ý nào xuất hiện trong kết quả xét nghiệm máu chính, và tất cả các vật liệu cấu thành được thiết kế để phân hủy trong cơ thể.

Nhóm nghiên cứu công bố rằng họ cũng đã triển khai một cảm biến áp suất không dây bên trong giá đỡ tái sinh mô để thực hiện chức năng phát hiện thay đổi áp suất. Tuy nhiên, hiện tại vẫn đang ở giai đoạn thí nghiệm trên động vật, và cần có thêm xác nhận để ứng dụng lâm sàng.

Giáo sư Hyeon Jung-geun nói: "Nghiên cứu này có ý nghĩa trong việc thể hiện khả năng bổ sung các hạn chế của các thiết bị điện tử cấy ghép hiện có bằng cách triển khai thuốc điện tử không dây phù hợp với kích thước và hình dạng thần kinh của bệnh nhân bị tổn thương thần kinh, và phân hủy trong cơ thể sau khi điều trị."

Nghiên cứu này đã được công bố trực tuyến vào ngày 15 tháng 9 trên tạp chí học thuật quốc tế trong lĩnh vực khoa học vật liệu "Advanced Functional Materials", với giáo sư Hyeon Jung-geun và Kang Seung-gyun tham gia với tư cách là các tác giả liên hệ chung. Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ trợ của Bộ Khoa học và Công nghệ Thông tin, Quỹ Nghiên cứu Hàn Quốc và Chương trình Đổi mới Công nghệ Công nghiệp của Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng. Bài báo cũng được giới thiệu trên "Những người làm sáng tỏ Hàn Quốc (Hanbit People)" của Trung tâm Thông tin Nghiên cứu Sinh học (BRIC).