Thiết bị cấy ghép dẻo dễ dàng kéo giãn và uốn cong bên trong cơ thể. Ảnh: Đại học Northwestern
Các nhà nghiên cứu ở Đại học Northwestern phát triển thiết bị cấy ghép nhỏ, mềm và linh hoạt, có thể giảm đau theo nhu cầu mà không cần dùng thuốc và chất hòa tan. Theo nhóm nghiên cứu, thiết bị có giá trị cao đối với bệnh nhân trải qua phẫu thuật định kỳ hoặc phải cưa chân tay cần thuốc điều trị sau phẫu thuật. Bác sĩ phẫu thuật có thể cấy thiết bị trong quá trình để giảm bớt cơn đau sau ca mổ của bệnh nhân. Nghiên cứu công bố hôm 1/7 trên tạp chí Science mô tả thiết kế của thiết bị và hiệu quả ở mô hình động vật.
"Dù nhóm thuốc opioid có hiệu quả cực cao, chúng cũng dễ gây nghiện", trưởng nhóm nghiên cứu John A. Rogers ở Đại học Northwestern, cho biết. "Là kỹ sư, chúng tôi bị thôi thúc bởi ý tưởng điều trị cơn đau mà không cần dùng thuốc theo cách có thể kích hoạt hoặc dừng lại ngay lập tức. Ở mô hình động vật, thiết bị cấy ghép của chúng tôi chứng minh hiệu quả này có thể được lập trình sẵn, nhắm vào dây thần kinh cục bộ thậm chí các dây ở xung quanh mô mềm.
Thiết bị cấy ghép dựa trên một khái niệm đơn giản là sự bay hơi. Nó chứa chất làm mát lỏng bay hơi ở vị trí cụ thể của dây thần kinh cảm giác. Thiết bị hoạt động bằng cách quấn quanh dây thần kinh, cung cấp hiệu quả làm mát chuẩn xác và đúng mục tiêu. Điều này làm tê liệt dây thần kinh và ngăn chặn tín hiệu đau truyền tới não. Một bơm ngoài giúp người sử dụng kích hoạt thiết bị từ xa và điều khiển cường độ của nó. Khi thiết bị không còn cần thiết nữa, nó sẽ được hấp thụ tự nhiên vào cơ thể, loại bỏ nhu cầu giải phẫu để lấy ra. Với độ dày bằng tờ giấy, thiết bị đàn hồi làm mát dây thần kinh rất lý tưởng trong điều trị các dây thần kinh có độ nhạy cao.
Tiến sĩ Matthew MacEwan ở Trường Y Đại học Washington tại St. Louis cho biết khi dây thần kinh trở nên mát hơn, tín hiệu truyền qua chúng trở nên chậm hơn cuối cùng ngừng hoàn toàn. "Chúng tôi nhắm vào dây thần kinh ngoại vi, kết nối bộ não và cột sống với phần còn lại của cơ thể. Đây là những dây thần kinh truyền đạt kích thích cảm giác, bao gồm cơn đau. Bằng cách cung cấp hiệu quả làm mát cho 1 - 2 dây thần kinh, chúng tôi có thể điều chỉnh hiệu quả tín hiệu đau ở một vùng cụ thể trên cơ thể", MacEwan giải thích.
Thiết bị chứa các kênh vi lưu nhỏ xíu đã truyền hiệu ứng làm mát. Trong khi một kênh chứa chất làm mát lỏng perfluoropentane, kênh còn lại chứa nitơ khô. Khi chất lỏng và khí chảy vào phòng chứa chung, một phản ứng xảy ra khiến chất lỏng lập tức bay hơi. Cảm biến tích hợp cực nhỏ sẽ theo dõi nhiệt độ của dây thần kinh để ngăn nhiệt độ quá lạnh có thể gây tổn thương mô.
An Khang (Theo Interesting Engineering)
