{{{sourceTextContent.title}}}

Haciendo Brain Implants Smaller Could Prolong su vida útil

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Muchas enfermedades, incluyendo la enfermedad de Parkinson, se pueden tratar con el estímulo eléctrico de un electrodo implantado en el cerebro. Sin embargo, los electrodos pueden producir marcar con una cicatriz, que disminuye su eficacia y puede necesitar cirugías adicionales para substituirlas.

{{{sourceTextContent.description}}}

Los investigadores del MIT ahora han demostrado que la fabricación de estos electrodos mucho más pequeños puede esencialmente eliminar esto el marcar con una cicatriz, potencialmente permitiendo que los dispositivos permanezcan en el cerebro durante mucho más tiempo.

“Qué estamos haciendo está cambiando la escala y está haciendo el procedimiento menos invasor,” dice a Michael Cima, David H. Koch Professor de la ingeniería en el departamento de ciencia material y de la ingeniería, de un miembro del instituto de Koch del MIT para la investigación de cáncer integrante, y del autor mayor del estudio, que aparece en la aplicación del 16 de mayo informes científicos.

Cima y sus colegas ahora están diseñando los implantes del cerebro que pueden no sólo entregar el estímulo eléctrico pero también la actividad cerebral de registro o entregar las drogas a las ubicaciones muy apuntadas.

El autor importante del papel es estudiante de tercer ciclo anterior Kevin Spencer del MIT. Otros autores son postdoc anterior Jay Sy, estudiante de tercer ciclo Khalil Ramadi, profesor Ann Graybiel del instituto, y David H. Koch Institute Professor Robert Langer.

Efectos del tamaño

Los muchos pacientes de Parkinson se han beneficiado del tratamiento con la corriente eléctrica de baja fricción entregaron a una parte del cerebro implicado en control del movimiento. Los electrodos usados para este estímulo profundo del cerebro son algunos milímetros de diámetro. Después de ser implantado, generan gradualmente el tejido de la cicatriz a través del frotamiento constante del electrodo contra el tejido cerebral circundante. Este proceso, conocido como gliosis, contribuye al alto porcentaje de averías de tales dispositivos: Parada alrededor de media que trabaja en el plazo de los primeros seis meses.

Los estudios anteriores han sugerido que la fabricación de los implantes más pequeños o más suaves podría reducir la cantidad de marcar con una cicatriz, así que el equipo del MIT se estableció para medir los efectos de ambos que reducían el tamaño de los implantes y que los cubrían con un hidrogel suave del glicol de polietileno (CLAVIJA).

(Crédito de imagen: Christine Daniloff /MIT)

La capa del hidrogel fue diseñada para tener una elasticidad muy similar a la del cerebro. Los investigadores podrían también controlar el grueso de la capa. Encontraron que cuando los electrodos revestidos fueron empujados en el cerebro, se caería la capa suave, así que idearon una manera de aplicar el hidrogel y después de secarlo, de modo que se convierta en una película dura, fina. Después de que se inserte el electrodo, la película empapa para arriba el agua y llega a ser suave otra vez.

En ratones, los investigadores probaron las fibras de vidrio revestidas y sin recubrimiento con los diámetros diversos y encontraron que hay un equilibrio entre el tamaño y la suavidad. Las fibras cubiertas produjeron mucho menos marcar con una cicatriz que fibras sin recubrimiento del mismo diámetro. Sin embargo, como electrodo las fibras llegaron a ser más pequeñas, abajo a cerca de 30 micrones (0,03 milímetros) de diámetro, las versiones sin recubrimiento produjeron menos marcar con una cicatriz, porque las capas aumentan el diámetro.

Esto sugiere que los 30 micrones, fibra sin recubrimiento sean el diseño óptimo para los dispositivos implantables en el cerebro.

“Antes de este papel, nadie conocía realmente los efectos del tamaño,” Cima dice. “Más suave es mejor, pero no si hace el electrodo más grande.”

Nuevos dispositivos

La pregunta ahora es si las fibras que son solamente 30 micrones de diámetro se pueden adaptar para el estímulo eléctrico, la entrega de la droga, y la actividad eléctrica de registración en el cerebro. Cima y sus colegas han tenido cierto éxito inicial el desarrollar de tales dispositivos.

“Es una de esas cosas que en el primer vistazo parece imposible. Si usted tiene fibras de vidrio de 30 micrones, eso es levemente más grueso que un pedazo de pelo. Pero es posible hacer,” Cima dice.

Tales dispositivos podían ser potencialmente útiles para tratar la enfermedad u otros desordenes neurológicos de Parkinson. Podrían también ser utilizados para quitar el líquido del cerebro para supervisar si los tratamientos están teniendo el efecto previsto, o para medir la actividad cerebral que pudo indicar cuando un ataque epiléptico es alrededor ocurrir.