Мускулно стимулиращо лепило разпалва надежда за пациенти с ALS и MS

Днес мускулната атрофия често е неизбежна, когато не можете да се движите поради тежко нараняване, старост или заболявания като амиотрофична латерална склероза (ALS) и множествена склероза (MS). Изследователите от Харвард обаче виждат надежда в меката роботика, която някой ден може да разтяга и свива мускулите на пациенти, които не могат да го направят сами.

Инженерите от Харвард върху мишки, като успешно предотвратява или подпомага тяхното възстановяване от мускулна атрофия. Екипът имплантира „мекото роботизирано устройство“ върху задния крайник на мишка, който те имобилизират в заграждение, подобно на отливка, за около две седмици. Докато нетретираните мускули на контролната група се разпаднаха, както се очакваше, активно стимулираните мускули показаха намалено разграждане. Изследователите вярват, че тяхната система в крайна сметка може да доведе до импланти, помагащи на хората с атрофия.

Неговото обещание произтича от способността му да предизвиква леко механично мускулно напрежение, което отразява естествената стимулация по време на тренировка. Освен това, макар да предпазваше атрофията, устройството не доведе до сериозно възпаление или увреждане на тъканите.

„Има голям шанс различни меки роботизирани подходи с техните уникални ефекти върху мускулната тъкан да отворят механотерапевтични пътища, специфични за заболяване или нараняване“, каза Дейвид Мууни, д-р, старши автор и член на инженерния факултет на Харвардския институт Wyss.

Наречена MAGENTA (съкращение от „механично активен гел-еластомер-nitinol тъканно лепило“), системата против атрофия включва инженерна пружина, направена от , сплав с памет на формата (SMA), която може бързо да се задейства при нагряване. Изследователите контролират пружината с кабелен микропроцесорен модул, който определя честотата и продължителността на мускулните контракции и разтягания.

Системата включва и еластомерна матрица, оформяща тялото на устройството и осигуряваща изолация за нагрятия SMA. В допълнение, слой от „твърдо лепило“ поддържа MAGENTA подравнен с естествената ос на движение на мускулите, като същевременно предава стимулацията дълбоко в мускулната тъкан.

„Въпреки че нетретираните мускули и мускулите, третирани с устройството, но не стимулирани, се отслабват значително през този период, активно стимулираните мускули показват намалено мускулно изхабяване“, каза първият автор и сътрудник в Wyss Technology Development Sungmin Nam, Ph.D. „Нашият подход може също така да насърчи възстановяването на мускулна маса, която вече е била загубена за триседмичен период на обездвижване, и да предизвика активирането на основните биохимични пътища на механотрансдукция, за които е известно, че предизвикват протеинов синтез и мускулен растеж.“

Екипът също експериментира с безжична версия, използвайки лазерна светлина, а не електрическо окабеляване, за да задейства SMA пружината. Въпреки че този подход показа намалена ефективност поради мастната тъкан, която абсорбира част от лазерната светлина, изследователите смятат, че този подход все още има потенциал и изисква допълнителни изследвания.