Flytande metall som används för att återansluta avskurna nerver

När perifera nerver skärs av leder förlusten av funktion till atrofi av de påverkade musklerna, en dramatisk förändring av livskvalitet och i många fall en kortare förväntad livslängd.

Trots årtionden av forskning har ingen kommit på ett effektivt sätt att återansluta nerver som har blivit avskurna. Det finns olika tekniker för att sy ihop ändarna igen eller för att ympa nerver i gapet som skapas mellan avskurna ändar.

I slutändan beror framgången för dessa tekniker på nervändarnas förmåga att växa ut igen och knytas ihop. Men med tanke på att nerverna växer med en hastighet av en mm per dag kan det ta en betydande tid, ibland år, att återansluta. Och under denna tid kan musklerna försämras bortom reparation, vilket leder till långvarig funktionsnedsättning.

Så neurokirurger har länge hoppats på ett sätt att hålla musklerna aktiva medan nerverna växer igen. En möjlighet är att elektriskt koppla ihop de avskurna ändarna så att signalerna från hjärnan ändå kan ta sig igenom. Men hur gör man detta effektivt?

Idag säger Jing Liu vid Tsinghua University i Peking och några kompisar att de har kopplat ihop avskurna nerver med flytande metall för första gången. Och de säger att när den leder elektriska signaler mellan de avskurna ändarna av en nerv, överträffar metallen dramatiskt den standard saltlösningselektrolyt som används för att bevara de elektriska egenskaperna hos levande vävnad.

Biomedicinska ingenjörer har tittat på den flytande metallegeringen gallium-indium-selen under en tid (67 procent Ga, 20,5 procent In och 12,5 procent Se i volym). Detta material är flytande vid kroppstemperatur och tros vara helt godartat. Följaktligen har de studerat olika sätt att använda det inuti kroppen, som för bildbehandling .

Nu säger ett team av kinesiska biomedicinska ingenjörer att metallens elektriska egenskaper kan hjälpa till att bevara nervernas funktion medan de regenererar. Och de har genomfört de första experimenten för att visa att tekniken är genomförbar.

Jing och co använde ischiasnerver kopplade till en vadmuskel som tagits från bullgrodor. De applicerade en puls i ena änden av nerven och mätte signalen som nådde vadmuskeln, som drog sig samman med varje puls.

De skar sedan ischiasnerven och placerade var och en av de avskurna ändarna i en kapillär fylld antingen med flytande metall eller med Ringers lösning, en lösning av flera salter utformade för att efterlikna egenskaperna hos kroppsvätskor. De applicerade sedan pulserna igen och mätte hur de fortplantade sig över gapet.

Resultaten är intressanta. Jing och co säger att pulserna som passerade genom Ringers lösning tenderade att försämras allvarligt. Däremot passerade pulserna lätt genom den flytande metallen. Den uppmätta elektroneurografiska signalen från den tvärsnittade ischiasnerven från den tvärsnittade ischiasnerven som återanslutits av den flytande metallen efter den elektriska stimuleringen var nära signalen från den intakta ischiasnerven, säger Jing och co.

Dessutom, eftersom flytande metall tydligt syns i röntgenstrålar, kan den enkelt tas bort från kroppen när den inte längre behövs med hjälp av en mikrospruta.

Det gör att Jing och co kan spekulera om möjligheten till framtida behandlingar. Deras mål är att göra speciella ledningar för att återansluta avskurna nerver som innehåller flytande metall för att bevara elektrisk ledning och därmed muskelfunktion, men även innehållande tillväxtfaktor för att främja nervregenerering.

Det är en spännande möjlighet men en som fortfarande är långt ifrån någon form av behandling. Frågorna det väcker är legio. Hur mycket av muskelfunktionen kan bevaras på detta sätt? Kan den flytande metallen på något sätt störa eller förhindra regenerering? Och hur säker är flytande metall inuti kroppen, särskilt om den läcker?

Det här är frågor som Jing och andra hoppas kunna besvara inom en snar framtid, med djurmodeller till en början och eventuellt senare med människor. Detta nya generationens nervbindande material förväntas vara viktigt för den funktionella återhämtningen under regenerering av den skadade perifera nerven och optimeringen av neurokirurgi inom en snar framtid, säger de.

Så det är bara möjligt att flytande metall kommer att bli en viktig komponent i behandlingen av nervskador i framtiden.

Ref:: http://arxiv.org/abs/1404.5931 : Flytande metall som anslutande eller funktionell återhämtningskanal för den transekerade ischiasnerven

Dölj