Behandling af smerte med magnetfelter
Forskere har designet en hydrogel fyldt med magnetiske partikler og laboratoriedyrkede neuroner. Ved at anvende magnetisk kraft var forskerne i stand til at reducere neurons smertesignalering.
I USA er kronisk smerte "den mest almindelige årsag til langvarigt handicap."
Ifølge National Institutes of Health (NIH) har over 76 millioner mennesker i USA - dvs. ca. 1 ud af 4 personer - haft en smerteepisode, der varede i mere end 24 timer.
Af disse har 40 millioner haft alvorlige smerter. Sådanne tal fik NIH til at betragte kronisk smerte som et "stort folkesundhedsproblem."
I denne sammenhæng er søgningen efter nye, mere effektive smertebehandlingsterapier løbende og af vital betydning. Nu har bioingeniører fra University of California, Los Angeles (UCLA) designet en innovativ metode, der muligvis lykkes, hvor andre smertebehandlinger tidligere har fejlet.
Forskere ledet af seniorforsker Dino Di Carlo, professor i bioteknologi ved UCLA, satte sig for at undersøge, hvordan magnetisk kraft kunne bruges til at lindre smerte.
Den første forfatter af papiret er Andy Kah Ping Tay, en postdoktoral forsker ved Stanford University i Californien. Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Avancerede materialer.
Magnetisk kraft reducerer neuronale smertesignaler
Tay og hans kolleger designede en hydrogel ved hjælp af hyaluronsyre, som er et molekyle, der er enestående i stand til at tilbageholde vand, og som har nøgleroller i hudens fugt og hudens ældning. Derudover kan hyaluronsyre findes mellem cellerne i hjernen og i rygmarven.
Efter at have skabt denne hyaluroniske hydrogel fyldte forskerne den med små magnetiske partikler. Derefter voksede de en type hjernecelle - kaldet dorsale rodganglionneuroner - inde i gelen.
Derefter påførte Tay og team partiklerne magnetisk kraft, som muliggjorde transmission af magnetfeltet gennem hydrogel og til neurale celler. Ved at måle calciumionerne i neuronerne kunne forskerne fortælle, om cellerne reagerede på det magnetiske træk - og det gjorde de.
Endelig øgede forskerne støt den magnetiske kraft og fandt ud af, at dette reducerede neuronernes smertesignalering. I et forsøg på at vende tilbage til en stabil tilstand tilpassede hjernecellerne sig til den magnetiske stimulering ved at mindske deres smertesignaler.
”Vores resultater viser, at ved at udnytte 'neuralt netværk-homeostase', som er ideen om at bringe et biologisk system tilbage til en stabil tilstand, er det muligt at mindske signalerne om smerte gennem nervesystemet [...] I sidste ende kan dette føre til nye måder at give terapeutisk smertelindring på. ”
Andy Kah Ping Tay
Prof. Di Carlo kommenterer også resultaterne og sagde: "Meget af de almindelige moderne medicin fokuserer på at bruge lægemidler til at foretage kemiske eller molekylære ændringer i kroppen til behandling af sygdomme."
“Imidlertid,” tilføjer han, “nylige gennembrud i styringen af kræfter i små skalaer har åbnet for en ny behandlingside - ved hjælp af fysisk kraft til at starte nyttige ændringer inden i celler. Der er lang vej at gå, men dette tidlige arbejde viser, at denne vej mod såkaldte 'mechanoceuticals' er lovende. "
