Как учёные смогли сшить и восстановить нерв?

Нервная система — основополагающая часть нашего организма, без которой мы ничего бы не чувствовали, да и функционировать толком не смогли бы. Раньше при различных повреждениях нервов восстановить их было невозможно, но медицина шагнула вперёд, и теперь учёные разрабатывают различные имплантаты для регенерации нервной системы. Рассмотрим поподробнее.

Как известно, нервы — часть нашей нервной системы, отвечают они за передачу сигналов от мозга до наших органов. Если с ними что-то не в порядке, то у человека могут отказать руки, глаза и другие части тела. Сами нервы обладают низкой регенеративной способностью, но благо в медицине придумали операции, способные в разы быстрее их восстановить.

Восстанавливающие операции бывают разные: врачи могут удалить опухоль, которая сдавливает нерв, или же провести невролиз — операцию, при которой нерв освобождают от тканей и костных мозолей. Её обычно назначают при травме седалищного нерва.

У врачей в запасе имеется и более серьёзное решение. Если нерв оборван или серьёзно поврежден, хирург может взять часть здорового нерва из другого участка тела человека и использовать его для соединения двух концов поврежденного нерва.

Такая манипуляция называется аутоневральная вставка.** После этой операции человеку потребуется месяц на восстановление, а затем нерв приживётся и начнет функционировать как и до травмы.

Неважно из какого участка тела брать нерв: не так давно хирурги смогли провести операцию по восстановлению глазного нерва и взяли здоровый нерв из ноги. Помимо того, что можно брать часть нерва из тела пациента, существует ещё и донорство.

Новейшая разработка современной медицины — кондуиты. Это так называемые искусственные нервы из коллагена, желатина, хитозана, полгликолида. Любое повреждение размером около 3 сантиметров можно будет восстановить без донорства нерва с другой части тела.

Правда, такой метод восстановления при помощи нервных имплантатов практикуют пока только за рубежом. У нас таких технологий не очень много, но учёные начали активно изучать это направление медицины в 2023 году.

На основе зарубежного метода в Санкт-Петербурге создали новые имплантаты из композитного волокна на основе хитозана и углеродных нанотрубок, а эксперимент на животных прошёл успешно.

В ходе испытания у животных вырезали седалищный нерв и вставили новую разработку. Через несколько месяцев учёные проверили состояние животных — всё было отлично. И в отличие от зарубежных аналогов, российскую разработку можно использовать на травмах более 3 сантиметров, что заметно поможет врачам.

В России смогли придумать и другие методы лечения поврежденного нерва. Например, при помощи электростимуляции.

Электростимуляция для восстановления нерва

Специалисты из Сеченовского университета смогли разработать устройство для регенерации нервов. В основе лежат органические полупроводники на специальной полимерной подложке, биосовместимой с живым организмом.

Работает это так: подложку оборачивают вокруг повреждённого нерва и воздействуют красным светом. Далее органические полупроводники создают электромагнитное поле, которое в свою очередь стимулирует рост клеток.

Для своих опытов учёные использовали 36 крыс. Часть из них была со здоровыми нервами задних лапок и вживлённым устройством для контроля работы новинки, а остальная с рассеченными седалищными нервами. Для понимания, действительно ли сеченовское устройство помогает регенерации, крыс с поврежденными нервами лечили по разному.

У одной группы восстановление нервов происходило естественным путём, у второй нерв сшили хирургической нитью, а последней группе досталось отечественное устройство.

Результаты показали, что именно последняя группа крыс восстановилась быстрее всего. В целом, это как ускоритель регенерации на солнечной батарее: светом посветили, устройство заработало, и регенерация происходит значительно быстрее.

Ещё один имплантат для восстановления

В Томском политехе учёные создали магнитные проводники на основе полимера поли-3-оксибутирата, который имеет пьезоэлектрические свойства. Этот полимер позволяет проводить электрические стимуляции.

Магнитный проводник изготовлен методом электроформования, за счет чего он имеет высокопористую микроволокнистую структуру. Она имитирует структуру внеклеточного матрикса нервов, направляет рост нервной ткани вдоль волокон и обеспечивает транспорт различных сопутствующих метаболитов и питательных веществ к нерву. Кроме того, мы функционализировали проводник биосовместимыми наночастицами магнетита, «зашитыми» внутри волокон. Они способны оказывать непосредственную магнитомеханическую стимуляцию нервной ткани во внешнем магнитном поле. ада Шлапакова Инженер-исследователь Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ

Разработанный кондуит выглядит как полая трубка, которую можно изготовить специально под пациента. Её имплантируют в место повреждения, и в ходе операции в трубку вставляют концы поврежденного нерва, впоследствии он восстанавливается как раз внутри кондуита — всё благодаря его составу, структуре и пористости.

В процессе восстановления кондуит растворяется в организме без выделения вредных веществ, что позволяет обойтись без дополнительного хирургического вмешательства. Это было выявлено в экспериментах на всё тех же крысах.: седалищный нерв у подопытных восстановился без проблем, а в анализах не было замечено ничего подозрительного.

Электрическая стимуляция особенно актуальна для восстановления такой электрочувствительной ткани, как нервы. Нейронная сеть представляет собой сложную биоэлектрическую цепь, состоящую из множества нейронов, соединенных посредством химических и электрических синапсов. Передача сигналов в этой сети управляется электрическим полем и основана на системе электрических зарядов, нейромедиаторов и потенциалов действия. Таким образом, нейронная сеть высокочувствительна к внешним электрическим полям. Мы полагаем, что воссоздание нормальной электрической среды за счет имплантации электроактивного биоматериала обеспечивает эффективную терапию повреждений периферических нервов. оман Сурменев Доктор технических наук и директор Международного научно-исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» ТПУ

Добро пожаловать в новую жизнь

Технологии и медицина дошли до того, что теперь можно будет печатать нервы и имплантаты при помощи различных биопринтеров, выводить в лабораторных условиях различные стимуляторы для регенерации наших органов. Относительно недавно люди только-только начали развивать донорство и нейрохирургию, а тут уже дошло до такого.

Похоже, что в будущем вся медицина сведётся к имплантации различных органических приборов в тело человека: постимулировали электричеством или светом, и прямо на глазах все заживёт. Такой вот «киберпанк» в реальной жизни, а там глядишь и без чипов вроде Neuralink Илона Маска обойдёмся.