Los científicos han revelado un nuevo diseño fascinante para un implante de médula espinal inflable increíblemente pequeño, adecuado para tratar el dolor de espalda crónico severo que no responde a la medicación.
El dispositivo electrónico inflable es parte de un estimulador de médula espinal (SCS), un tipo de terapia bien establecida que administra corrientes eléctricas leves a la médula espinal de una persona a través de electrodos implantados. Esa corriente es enviada por un pequeño dispositivo generador de pulsos implantado, y todo reduce el dolor porque los pulsos eléctricos ayudan a enmascarar las señales de dolor que viajan al cerebro a través de la médula espinal.
Si todo eso suena bastante invasivo, es porque lo es. Pero este nuevo dispositivo, diseñado por un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, podría ayudar a cambiar eso, con requisitos de cirugía menos invasiva.
“La estimulación de la médula espinal es un tratamiento de último recurso, para aquellos cuyo dolor se ha vuelto tan severo que les impide realizar las actividades cotidianas”, dice la Universidad de Cambridge. neurocientífico clínico Damiano Barone.
“Un dispositivo eficaz que no requiera cirugía invasiva podría brindar alivio a tanta gente”.
El aspecto más complicado de los dispositivos SCS actualmente disponibles es la parte en la que debe colocar electrodos en la columna vertebral de una persona, colocándolos a través de la duramadre, la capa externa fibrosa que envuelve las células nerviosas internas.
Si bien estos implantes de electrodos son pequeños, de solo unos pocos milímetros de ancho, llegar a la columna vertebral a través de nuestra vértebra protectora ósea no es una tarea fácil. Para implantar los dispositivos más eficaces disponibles en la actualidad (con forma de pequeñas paletas), los cirujanos tienen que extraer un pequeño trozo de vértebra y pasarlo.
Esquema de una ruta típica de implante de paleta. (Kumar et al., neuromodulación, 2009)
Alternativamente, hay dispositivos más pequeños disponibles que se pueden insertar con una aguja grande, pero han demostrado ser menos efectivos para controlar el dolor, posiblemente porque tienden a controlar menos electrodos en un área más pequeña.
El nuevo dispositivo inflable combina lo mejor de ambos mundos. Ingeniosamente, se puede enrollar hasta un diámetro de solo 2 milímetros, lo que le permite caber dentro de una aguja hueca estándar solo un poco más gruesa que las que se usan típicamente para la anestesia epidural.
Una vez en su lugar, el dispositivo se extiende en forma de paleta más efectiva, como un colchón de aire diminuto de hasta 60 micrómetros de grosor, con solo un pequeño chorro de aire o líquido.
El dispositivo completo (arriba), mostrado en forma enrollada y desenrollada (abajo). (Woodington al., Sci. Adv., 2021)
Esta inteligente aplicación es posible porque el equipo de investigación combinó dos paradigmas en su diseño: electrónica flexible que permite que un dispositivo cambie su forma después de la implantación, y la adición de microfluídico canales para inflarlo.
“La electrónica de película delgada no es nueva, pero la incorporación de cámaras de líquido es lo que hace que nuestro dispositivo sea único, esto permite que se infle en forma de paleta una vez que está dentro del paciente”. explicó el ingeniero Christopher Proctor, también de la Universidad de Cambridge.
El equipo probó su dispositivo in vitro, utilizando un modelo de columna vertebral para ver cómo funcionarían los electrodos después de tanto rodar e inflar, y logró excelentes resultados. Luego procedieron a validar el diseño con cirugías de implantación en cadáveres humanos donados a la ciencia.
“La intención detrás de esto era validar el modo de funcionamiento subyacente del dispositivo y probar su capacidad mecánica”, dijo el equipo. escribió en su estudio.
En general, los investigadores creen que su diseño, ya patentado por el brazo de comercialización de la Universidad de Cambridge, no solo podría reducir la necesidad de cirugía invasiva para administrar la terapia SCS que cambia la vida de las personas que viven con dolor severo, sino que también mejora la disponibilidad de dicha terapia. dispositivos para aplicaciones futuras.
“Prevemos un dispositivo que podría cubrir un área mucho más grande mientras conserva una huella de inserción pequeña, ofreciendo un nuevo paradigma para las interfaces del sistema nervioso central”, ellos escribieron.
El estudio que describe el nuevo diseño se publicó en Avances de la ciencia.
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