Имплантируемое устройство для лечения атрофии мышц

Ученые из гарвардского института Висса по биоинженерии (США) разработали механически активный гелевый патч на основе эластомера и нитинола*, известный также как MAGENTA. Имплантируемое устройство функционирует как мягкий робот, и его можно приклеить к внешней стороне мышцы. Когда на устройство подается электрический заряд, внутренняя пружина из нитинола (сплава с памятью формы) нагревается и начинает срабатывать, создавая эффект сокращения и растяжения прикрепленной мышцы. В животной модели мышечной атрофии устройство замедлило атрофию по сравнению с мышцами без лечения, что позволяет предположить, что оно способно предотвратить или даже обратить вспять атрофию в различных условиях.

Данные о своей работе ученые опубликовали в статье в журнале Nature Materials.

Мышечная атрофия, при которой мышцы постепенно истощаются, может быть вызвана различными факторами, от неподвижности из-за травмы до неврологических заболеваний, таких как боковой амиотрофический склероз и рассеянный склероз. Один из возможных методов лечения атрофии включает в себя стимуляцию и манипуляции с мышцами в виде механотерапии. Однако просто массируя мышцы, трудно добиться контролируемого, продолжительного и последовательного воздействия. Система, способная обеспечить равномерное сокращение и растяжение мышц и воздействовать как на поверхностные, так и на более глубокие слои мышц, была бы очень полезной.

"С помощью MAGENTA мы разработали новую интегрированную многокомпонентную систему для механостимуляции мышц, которая может быть размещена непосредственно на мышечной ткани для запуска ключевых молекулярных путей роста, — сказал исследователь Дэвид Муни. — Хотя исследование дает первое доказательство того, что растягивающие и сокращающие движения, обеспечиваемые извне, могут предотвратить атрофию в животной модели, мы считаем, что основной дизайн устройства может быть широко адаптирован к различным заболеваниям, где атрофия является основной проблемой".

Приводная пружина, лежащая в основе устройства MAGENTA, защищена матрицей из эластомера, чтобы генерируемое тепло не влияло на близлежащие ткани. В систему также входит прочный клей, который прикрепляет устройство к лежащей под ним мышце вдоль естественной оси движения мышцы. Исследователи также экспериментировали с использованием лазера для нагрева пружины, что позволит сделать систему беспроводной.

* Нитинол — соединение титана и никеля, в процентном соотношении 45%–55% и с равным количеством атомов каждого вещества. Данное соединение обладает свойством памяти формы.