Il dispositivo controllato da smartphone potrebbe fornire farmaci nel cervello

Un team di ricerca internazionale ha progettato un dispositivo wireless, controllato da smartphone, in grado di fornire farmaci direttamente nel cervello. Può anche stimolare le cellule cerebrali usando la luce. Finora, gli scienziati hanno testato questo dispositivo nei topi.

In un nuovo sforzo – i risultati di cui hanno riferito sulla rivista Nature Biomedical Engineering – ricercatori degli Stati Uniti e della Repubblica di Corea si sono uniti per ideare un nuovo impianto cerebrale in grado di stimolare sia le cellule cerebrali sia di distribuire farmaci direttamente a il cervello.

Il nuovo dispositivo, che i ricercatori chiamano “sonde cerebrali optofluidiche wireless”, è facilmente controllabile tramite la tecnologia dello smartphone.

“Il dispositivo neurale wireless consente la neuromodulazione chimica e ottica cronica che non è mai stata raggiunta prima”, afferma l’autore principale dello studio Raza Qazi.

Qazi è affiliato al Korea Advanced Institute of Science and Technology di Daejeon, nella Repubblica di Corea, nonché all’Università del Colorado Boulder.

Il team ha sviluppato il nuovo strumento nella speranza che un giorno i medici possano usarlo per scoprire di più sulle possibili cause di varie condizioni che colpiscono il cervello. Questi includono il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer, la dipendenza e la depressione clinica.

Per il momento, tuttavia, i ricercatori hanno testato e perfezionato il loro dispositivo nei topi.

Creazione di un “dispositivo rivoluzionario”

Il team voleva progettare un dispositivo che fosse più facile da usare e più a lungo rispetto ai modelli di sonde esistenti. I modelli esistenti tendono a fare affidamento su tubi metallici rigidi e fibre ottiche quando si tratta di fornire stimoli o farmaci al cervello.

Le sonde vecchio stile sono ingombranti e possono anche causare legioni cerebrali a causa della loro rigidità. Inoltre, possono fornire solo una quantità limitata di farmaci nel cervello.

Il nuovo dispositivo, tuttavia, è più leggero. Utilizza anche minuscole cartucce sostituibili che contengono i farmaci. In questo modo, gli scienziati possono rimuoverli e sostituirli con nuove cartucce piene di droga, se necessario.

Inoltre, le sonde che utilizza sono molto sottili, in realtà non più spesse di un capello umano. Utilizza anche bluetooth a bassa energia, che il team può controllare utilizzando la tecnologia smartphone, per rilasciare farmaci nel cervello e per stimolare le cellule cerebrali selezionate. Entrambe queste innovazioni consentono ai ricercatori di utilizzare il dispositivo in modo più sicuro e per periodi di tempo più lunghi.

Non solo, ma potrebbero anche creare modelli di studio automatizzato degli animali in cui potrebbero manipolare il comportamento degli animali prendendo di mira particolari cellule cerebrali utilizzando il dispositivo wireless.

L’autore dello studio, il Prof. Michael Bruchas, sottolinea anche il potenziale clinico del dispositivo nel consentire ai ricercatori di sviluppare nuove terapie per il dolore, nonché per le condizioni neurologiche e neuropsichiatriche.

“Ci consente di sezionare meglio le basi del comportamento del circuito neurale e in che modo i neuromodulatori specifici nel cervello sintonizzano il comportamento in vari modi”, spiega.

“Siamo anche desiderosi di utilizzare il dispositivo per complessi studi farmacologici, che potrebbero aiutarci a sviluppare nuove terapie per il dolore, la dipendenza e i disturbi emotivi”, aggiunge il prof. Bruchas.

Per il momento, il team di ricerca continuerà a lavorare su questo dispositivo, sperando di applicarlo alla ricerca clinica mirata.

“Questo dispositivo rivoluzionario è il frutto del design avanzato dell’elettronica e della potente ingegneria su micro e nanoscala”.

Co-autore dello studio Prof. Jae-Woong Jeong

“Siamo interessati a sviluppare ulteriormente questa tecnologia per realizzare un impianto cerebrale per applicazioni cliniche”, afferma il prof. Jeong.

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