Прозрачное «окошко» в черепе – новое слово в нейрохирургии
Исследователи в течение многих лет ходили вокруг да около идеи создания подсветки для черепа, чтобы врачи могли отслеживать рак мозга или лечить неврологические расстройства. Но стекло - слишком хрупкий материал, и поэтому традиционные имплантаты черепа являются непрозрачными. И вот теперь команда биоинженеров разработала имплантат из прочного и прозрачного материала. Идея окне в черепе стала реальной.
Скажем, вам надо заглянуть в чей-то мозг. Какой пустяк, не правда ли? Просто удалите часть черепа, и можете осмотреть серое вещество человека, зашейте отверстие и продолжайте заниматься своими делами. Но что, если вам нужно осмотреть мозг несколько раз? Или много раз в течение продолжение длительного срока? Хирургическое вмешательство, особенно такие чувствительные операции, как трепанация черепа, это инвазивная, дорогостоящая и рискованная процедура. Как бы было хорошо, если бы в голове у каждого пациента было окно, через которое врачи могли бы заглядывать в мозг в любое время.
Но из чего может быть сделано такое окно? Стекло не считается. Его слишком легко разбить. Вот лучший вариант: материал, известный как иттрий - стабилизированный диоксид циркония (СДЦ). Этот же материал используется в эндопротезах и зубных коронках. Невероятно прочня и химически устойчивая керамика, как показали исследования, хорошо приживается в биологических тканях, что сводит к минимуму риск отторжения СДЦ после имплантации. Но есть одна проблема: СДЦ, как и многие другие материалы, обычно используемые для имплантатов, не прозрачен.
Так команда исследователей во главе с инженером Гильермо Агиларом (Guillermo Aguilar) из Калифорнийского университета в Риверсайде попробовала кое-что новое. Используя высокой температуры и давления, группа Агилара изменила традиционную кристаллическую структуру СДЦ и создала прозрачную версию керамического материала, которая получила название нанокристаллического СДЦ. Затем исследователи полировали нано-СДЦ, делили его на крошечные прямоугольные импантанты. Наконец, они вживляли их под наркозом в черепа лабораторных мышей, скрепляя обычным стоматологическим цементом.
Новые имплантаты позволили Агилару и его коллегам визуализировать мозг мышей, используя метод оптической когерентной томографии (ОКТ). OКT опирается на ближнюю УФ-область спектра для получения подробных трёхмерных изображений мягких тканей ( мозговой, например). Но прочный череп рассеивают свет! Тут и пригодился нано-СДЦ.
Практические возможности этих имплантатов выходят далеко за рамки ОКТ. В последние годы оптические методы становятся всё более полезными в области нейрофизиологии, для диагностики рака мозга, лечения психологических нарушений или даже поведенческих манипуляций. Как заявил Агилар в описании к своему исследованию:
«Это тот случай, когда научная фантастика становится научным фактом с большим потенциалом для лечения пациентов. Это очень важный первый шаг на пути к инновации, которая предоставит клинически функциональное средство для оптического доступа к мозгу в абсолютно любое время».
По материалам io9.
Анастасия Полянская nauka21vek.ru