Постоянное развитие исследований в области светодиодов и биоэлектроники привело к появлению нового решения для лечения проблем с мочевым пузырем. Команда, состоящая из исследователей из Медицинского факультета Вашингтонского университета, Университета Иллинойса и Северо-Западного университета, создала имплантируемое устройство с биоинтегрированными светодиодами, которое может обнаруживать и регулировать гиперактивность в мочевом пузыре.
Исследовательская группа неврологов и инженеров представила миниатюрное биооптоэлектронное устройство, которое является мягким и эластичным, и имплантировало его в мочевой пузырь лабораторных крыс. Устройство расширяется и сжимается, когда мочевой пузырь заполняется и опорожняется. Исследователи также вводят белки, называемые опсинами, в мочевой пузырь животных. Опсины переносятся вирусом, который связывается с нервными клетками в мочевом пузыре, делая эти клетки чувствительными к световым сигналам. Затем исследователи могут использовать оптогенетику – использование света для контроля поведения клеток в живой ткани – для активации этих клеток.
Устройство обнаруживает активность клеток в мочевом пузыре и передает информацию через синюшную связь на внешнее портативное устройство. Ученые могут читать и обрабатывать информацию в режиме реального времени с помощью простого алгоритма, который определяет, когда мочевой пузырь заполнен или опорожнен, и уведомляет, когда опорожнение мочевого пузыря происходит слишком часто.
«Когда мочевой пузырь опорожняется слишком часто, внешнее устройство посылает сигнал, который активирует микро-светодиоды на устройстве, соединяющем мочевой пузырь, и затем светится на сенсорных нейронах в мочевом пузыре. Это снижает активность сенсорных нейронов и восстанавливает нормальную функцию мочевого пузыря », – сказал Роберт В. Жеро IV, доктор анестезиологии в Медицинской школе Вашингтонского университета.
В результате исследователи стремятся разработать автономную имплантируемую систему, интегрированную с биофизическим датчиком, модулем без батареи и алгоритмами анализа данных, которые могут работать синхронно с телом и проводить терапию при обнаружении проблем.
Жеро и его команда планируют протестировать подобные устройства на более крупных животных и считают, что подобная стратегия может работать с людьми.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature в январе 2019 года.
