Uw kansen op het krijgen van een vervelende migraine nemen toe na een dwarslaesie, dankzij een chemische boodschapper in de hersenen die piekt tot giftige niveaus, eerdere studies hebben gesuggereerd.

Om de behandeling beter te laten worden, onderzoekers moeten die piek van een fractie van een seconde in actie zien en het pad van vernietiging op de voet volgen.

Ingenieurs van Purdue University hebben een kleine, flexibele sensor die sneller en nauwkeuriger is dan eerdere pogingen om deze chemische stof te volgen, glutamaat genoemd. de voeler, een implanteerbaar apparaat op het ruggenmerg, is in de eerste plaats een onderzoeksinstrument voor testen in diermodellen, maar zou toekomstig klinisch gebruik kunnen vinden als een manier om te controleren of een medicijn voor neurotrauma of hersenziekte werkt.

Het werk van de groep verschijnt in een volgend nummer van Biosensoren en bio-elektronica .

"Als je het gevoel hebt dat je koorts hebt, het maakt niet uit wanneer je je temperatuur controleert - het zal waarschijnlijk enkele uren hetzelfde zijn. Maar een glutamaatpiek is zo snel dat als je hem op dat moment niet opvangt, je mist de hele kans om gegevens te krijgen, " zei Riyi Shi, een professor in neurowetenschappen en biomedische technologie in Purdue's Department of Basic Medical Sciences, College of Veterinary Medicine en Weldon School of Biomedical Engineering.

Gevolg, zoals door een auto-ongeluk of tackle in het voetbal, kan het ruggenmerg beschadigen - ook de zenuwstructuren beschadigen die glutamaat transporteren, die signalen verzendt om zenuwweefsel te prikkelen voor het uitvoeren van functies zoals leren en onthouden.

Beschadigde zenuwstructuren betekenen dat veel glutamaat weglekt in ruimtes buiten de cellen, overprikkelen en beschadigen. Hersenziekten, waaronder de ziekte van Alzheimer en Parkinson, vertonen ook verhoogde niveaus van glutamaat.

Apparaten zijn tot nu toe ofwel niet gevoelig genoeg geweest om glutamaat te detecteren, snel genoeg om zijn piek te vangen of betaalbaar genoeg voor langetermijnonderzoeksprojecten.

Purdue-onderzoekers pakken deze problemen aan door middel van implanteerbare sensoren die ze 3D-geprint en laser-micromachined hebben - processen die al regelmatig in het laboratorium en de industrie worden gebruikt.

"We wilden een goedkope en zeer snelle manier creëren om deze sensoren te bouwen, zodat we onderzoekers gemakkelijk een middel kunnen bieden om glutamaatniveaus in vivo te meten, " zei Hugh Lee, een Purdue-assistent-professor biomedische technologie, die zich richt op implanteerbare microtechnologieën.

De techniek stelt onderzoekers in staat om snel de grootte te veranderen, vorm en oriëntatie van de sensoren en vervolgens testen in diermodellen zonder het duurdere proces van microfabricage te hoeven doorlopen.

Het in vivo meten van niveaus zou onderzoekers helpen te bestuderen hoe ruggenmergletsels ontstaan, evenals hoe hersenziekten zich ontwikkelen.

"Hoe groot is het probleem van migraine? Zit te veel glutamaat echt achter de pijn, of is het dat het systeem dat glutamaat opruimt niet meer werkt?" zei Shi.

De onderzoekers implanteerden het apparaat in het ruggenmerg van een diermodel en verwondden vervolgens het snoer om een ​​piek waar te nemen. Het apparaat ving de piek onmiddellijk op, overwegende dat voor de huidige apparaten, onderzoekers hebben 30 minuten moeten wachten om gegevens te krijgen na beschadiging van het ruggenmerg.

In de toekomst, de onderzoekers zijn van plan een manier te creëren waarop de biosensoren zichzelf kunnen verwijderen van ontstekingscellen die het lichaam rekruteert om zichzelf te beschermen. Deze cellen vormen typisch een vezelige capsule rond de biosensor, die de gevoeligheid ervan blokkeert.

De technologie zou het ook mogelijk kunnen maken om meer sensoren langs het ruggenmerg te implanteren, wat onderzoekers zou helpen om te weten hoe ver glutamaat zich verspreidt en hoe snel.

De onderzoekers hebben een patentaanvraag ingediend voor dit apparaat bij de Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization. Het werk werd ondersteund door het Global Research Outreach-programma van het Samsung Advanced Institute of Technology, de nationale gezondheidsinstituten, en gedeeltelijk gesponsord door de National Science Foundation onder subsidie ​​CNS-1726865.