Они создали из стволовых клеток каркасы, которые можно успешно имплантировать в спинной мозг с целью восстановления повреждений нервов. Это можно считать беспрецедентным достижением для быстроразвивающейся отрасли 3D-печати. Неврологической больницы Вооруженной полиции Китая в городе Тяньцзинь (Северный Китай) на днях впервые в мире провели операцию по восстановление спинного мозга с помощью стента. Актуальность восстановления функции спинного мозга не вызывает сомнений, особенно в связи с возрастанием в последние десятилетия частоты и тяжести осложненных травм позвоночника. «Мы помещаем клетки в субстанцию, которую делаем из неклеточного материала из жировой ткани, собранной при биопсии, помещаем клетки внутрь на 30 дней и имитируем развитие спинного мозга у эмбриона.
Спинномозговой имплантат позволяет встать на ноги
Результаты работы опубликованы в статье в престижном научном журнале Science. Профессиональные нейробиологи хорошо знают, что фраза «нервные клетки не восстанавливаются» — всего лишь наивное предостережение от излишних переживаний, которое имеет мало общего с научными фактами. В мозге даже взрослого человека нейрогенез, то есть образование новых нейронов, все-таки происходит. Этой способности хватает, чтобы поддерживать когнитивные функции в порядке, но не чтобы, например, восстановить спинной мозг водителя, повредившего позвоночник в автомобильной аварии. После такой травмы в нервной ткани появляется «глиальный» рубец — и прежние функции спинного мозга в полном объеме вернуть уже не получается.
Все же группа исследователей из Каролинского института и Санкт-Петербургского государственного университета под руководством пионера в области исследований стволовых клеток мозга профессора Йонаса Фризена смогла сделать шаг к тому, чтобы научиться восстанавливать поврежденные ткани центральной нервной системы внутри живого организма.
Стимуляция позволяет немедленно восстановить функцию двигательных сетей и позволяет пациентам вновь ходить. Однако биологические принципы, по которым работает такая терапия до сих пор не исследованы. Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством Клаудии Кате Claudia Kathe предположили, что электростимуляция воздействует на еще неисследованные нейроны, которые начинают участвовать в ходьбе лишь при восстановлении от паралича. Эту гипотезу поддержали и данные, полученные учеными — в клиническом испытании терапии нейронная активность в поясничных сегментах спинного мозга падала, а не возрастала. Это позволило предположить, что восстановлением активности после паралича занимается другая группа нейронов, которая не выполняет рутинную двигательную функцию. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи создали мышиную модель травмы спинного мозга, а также и терапевтическую систему стимуляции и механической поддержки веса тела при ходьбе. Чтобы исследовать, как нейроны мышей реагируют на терапию, ученые создали целый атлас клеток, основанный на экспрессии их генов и расположении в спинном мозге. Для этого биологи использовали секвенирование РНК в каждом из ядер клеток отдельно snRNA-seq и нанесли результаты секвенирования на проекцию спинного мозга.
Наночастицы представляют собой электропроводящий гибридный биоматериал, который запускает рост стволовых клеток в местах повреждений спинного мозга.
Эксперименты, проведенные на лабораторных мышах, показали, что разработанный учеными метод эффективен.
Эти экзосомы доставляются интраназально, что позволяет им достичь поврежденного участка и способствовать регенерации нейронов в спинном мозге. Травмы спинного мозга имеют разрушительные последствия и часто приводят к стойкому параличу человека. В частности, экзоптеновая терапия может изменить правила лечения поражений и, прежде всего, направлена на улучшение качества жизни пациентов. Что отличает exopten от других препаратов, так это его уникальный метод интраназальной доставки. Эта технология может предоставить более удобный и подходящий вариант лечения для пациентов.
Ученые смогли восстановить работу спинного мозга после травмы
По сути, был создан беспроводной интерфейс между головным и спинным мозгом, используя технологию интерфейса мозг-компьютер, которая преобразует мысли в действия. Перелом позвоночника, повреждение спинного мозга и, как следствие, – обездвиживание. Только в России, по официальной статистике, насчитывается порядка миллиона людей со спинальной патологией, и каждый год их количество увеличивается примерно на 20 тысяч. Ранее он участвовал в программе помощи в реабилитации людей с травмами позвоночника. В частности, к нему применяли процедуру эпидуральной стимуляции спинного мозга, когда в позвоночник устанавливается имплантат с электродами, а под кожу вшивается стимулятор.
Современная реабилитация: как технологии возвращают людям способность управлять своим телом
Исследователи открывают новый путь к регенерации нейронов после травмы спинного мозга. Препарат на основе двух генов поможет восстановить двигательную активность пациента после травмы спинного мозга. Революционная разработка российских ученых защищает нейроны от гибели, стимулирует рост кровеносных сосудов и новых нервных волокон. Возможность восстановления клеток поврежденного спинного мозга при травмах показали нейробиологи из Санкт-Петербургского государственного университета и Каролинского института (Швеция), сообщает пресс-служба СПбГУ 2 октября на официальном сайте университета.
Импланты мозга и спинного мозга восстановили возможность двигаться у парализованного человека
Генная инженерия совершила прорыв в 2021 году Подавляющее большинство методик лечения таких патологий как повреждения нервов ранее включали в себя их замену либо укрепление — в тех случаях, когда повреждения были частичными. Однако, генная инженерия позволила ученым из Германии совершить настоящий прорыв. Специалистам впервые удалось восстановление исходного нерва, который оказался перерезанным либо полностью сломанным. Ученые прибегли к введению подопытным генно-инженерного белка гипер-интерлейкин-6. Попадая в спинной мозг мыши, он обеспечивал стимулирование роста нейронов, и двигательная функция стала подлежать восстановлению. Немецкие ученые уточнили: двигаться грызуны начинали приблизительно спустя пару недель после хирургического вмешательства. На следующем этапе ученые планируют выяснить, можно ли лечить грызунов подобным образом, если травма была получена несколько недель тому назад, то есть не приступать к процедуре сразу.
Изначально, авторы разработки полагали, что на это уйдет от 12 до 15 тренировок. Ученые также отметили, что воздействие на спинной мозг электрических импульсов по специально разработанному алгоритму в сочетании со специальными упражнениями облегчает и улучшает двигательную активность у пациентов, перенесших инсульт. Всего в испытаниях, которые шли с весны 2022 года, участвовали 24 пациента, разделенные на две группы, одна из которых пользовалась нейропротезом, а другая была контрольной. Разработчики отмечают ряд преимуществ устройства перед инвазивными аналогами не требует рискованного хирургического вмешательства и экзоскелетами стоит дешевле и весит меньше. При этом нейропротез может восстанавливать двигательные функции даже у парализованных больных.
Эта процедура повышает чувствительность раковых клеток к лучевой терапии. Исследователи предположили, что активация данной системы в организме мешает восстановлению спинного мозга после травмы, а если блокировать систему, то нервы получится восстановить быстрее. Эксперименты на животных продемонстрировали восстановление моторных функций всего за четыре недели.
Это открытие было сделано при помощи передовых методов расширенного генетического анализа. Другими словами, ходьба восстанавливается за счет восстановления нервных окончаний при использовании химических сигналов аксонов в пораженной области. Ранее Readovka писала, что российские ученые из Сибирского федерального университета разработали Доказана эффективность костных имплантатов из российских полимеровИсследования показали, что они максимально совместимы с организмом мышей новый вид костных имплантатов, которые обладают уникальными свойствами.
Восстановление функции спинного мозга: современные возможности и перспективы исследования
Сфера применения: Неинвазивная электрическая стимуляция спинного мозга — краеугольный камень инновационной технологии двигательной реабилитации парализованных пациентов, основанной на фундаментальных физиологических исследованиях. «Это первый случай, когда мозг, тело и спинной мозг были соединены вместе электронным способом у парализованного человека для восстановления длительных движений и ощущений», – говорится в статье. Это произошло после того, как швейцарские нейробиологи вживили в спинной мозг мужчины имплант, считывающий мозговые волны и отправляющий инструкции в позвоночник для движения нужными мышцами. Тот же эффект дают VR-технологии. В Сколковском институте науки и технологий для восстановления после инсульта человеку надевают очки виртуальной реальности, а чтобы обмануть мозг еще сильнее, обездвиженные конечности перемещает робот. Ученые из Израиля разработали трехмерную нейронную сеть для заживления при травмах спинного мозга, совершив тем самым значительный прорыв в области регенеративной биотехнологии.
В Петербурге возвращают к полноценной жизни сломавшего позвоночник школьника
Сфера применения: Неинвазивная электрическая стимуляция спинного мозга — краеугольный камень инновационной технологии двигательной реабилитации парализованных пациентов, основанной на фундаментальных физиологических исследованиях. Когда участник исследования думает о движении руки или кисти, мы «перезаряжаем» его спинной мозг и стимулируем его мозг и мышцы, чтобы помочь восстановить связи, обеспечить сенсорную обратную связь и способствовать выздоровлению. Кошкам и крысам повреждали спинной мозг, вживляли в него электроды ниже места повреждения и наблюдали, как под воздействием электрических импульсов задние ноги животных сами собой начинали идти по движущейся беговой дорожке. Персонализированный подход к лечению травм спинного мозга, предложенный учеными КФУ, нацелен на максимальное восстановление функций. Они предлагают использовать данные об уровне цитокинов в организме пациента для определения оптимального плана лечения. Актуальность восстановления функции спинного мозга не вызывает сомнений, особенно в связи с возрастанием в последние десятилетия частоты и тяжести осложненных травм позвоночника. Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Гарвардского университета провели исследование, которое может иметь огромное значение для восстановления спинного мозга после травмы.
Ученые нашли способ восстановления ходьбы после повреждения спинного мозга
В ходе исследования, направленного на разработку нового подхода к лечению травм спинного мозга, использовались внеклеточные везикулы свиньи, которой они в последующем и вводились. Впервые был апробирован подход регенеративной медицины применение везикул на модели травмы спинного мозга крупных животных. По словам ученых, это имеет большое значение, так как исследования на мелких животных мыши, крысы достаточно часто приводят к позитивным сдвигам, а при трансляции в клинику терпят неудачи из-за структурных различий между людьми и мелкими животными, а также различий в физиологических характеристиках, механизмах развития заболевания и невозможности проведения аутологичной трансплантации. Доклинические исследования, проведенные на более крупных моделях животных например, на свиньях и обезьянах , могут обойти некоторые из указанных проблем, поскольку эти виды имеют большее анатомическое и функциональное сходство с людьми. Использование подходов к моделированию заболеваний на более крупных животных может способствовать лучшему переходу к клиническим испытаниям на людях, сводя к минимуму экономические риски.
Группа исследователей из НИТУ МИСИС пришла к революционному открытию в области медицины - они создали прототип нейроимплантата, способного восстановить травмированный спинной мозг Уникальная разработка состоит из биосовместимого материала и со временем рассасывается без вреда для здоровья.
Этот нейроимплантат становится опорой для роста новых нервных клеток, повышая передачу нервных импульсов в позвоночнике. Источник фото: Фото редакции При этом особенностью работы прототипа является использование специальных направляющих линий, которые помогают расти собственным тканям пациента.
Импланты, которые используются в медицинской практике, сейчас относительно жесткие, что со временем может привести к компрессии нервных тканей и повреждению самого импланта. Научная группа профессора Павла Мусиенко ведет уже более 5 лет исследования по созданию нейроимплантов с более высоким уровнем биоинтеграции, что требует значительного вовлечения экспертов из разных научных областей. В работе задействованы ресурсы и накопленный опыт нескольких научных центров страны — СПбГУ, Института физиологии им. Российские ученые разработали технологию изготовления нейроимплантов из композитного материала на основе углеродных нанотрубок и силикона. Предложенный состав материала характеризуется высоким уровнем биосовместимости, долговременной биостабильностью, выдающейся прочностью на растяжение, высокими значениями емкости для хранения электрического заряда.
Но благодаря имплантации электродов в мозг и спинной мозг, он смог снова двигаться. В процедуре участвовало несколько команд исследователей, включая Университет Пенсильвании, Брауновский университет и Ветеранскую администрацию США. Они использовали технологию под названием "байопростетика", которая использует электрические импульсы для стимуляции нервных клеток.
Электроды были вставлены в мозг и спинной мозг Т, а затем подключены к компьютеру, который управляет импульсами.
Экспериментальное лекарство от рака помогает восстановить спинной мозг после травмы позвоночника
Препарат на основе стволовых клеток для лечения травмы спинного мозга, который повышает эффективность дальнейшей реабилитации, разработали в России. «Естественная ходьба после травмы спинного мозга с использованием интерфейса мозг-позвоночник» представляет ситуацию Герта-Яна, 40 лет, который получил травму спинного мозга после велосипедной аварии, в результате которой он был парализован. Ранее он участвовал в программе помощи в реабилитации людей с травмами позвоночника. В частности, к нему применяли процедуру эпидуральной стимуляции спинного мозга, когда в позвоночник устанавливается имплантат с электродами, а под кожу вшивается стимулятор.