Behandling av smärta med magnetfält
Forskare har utformat en hydrogel laddad med magnetiska partiklar och laboratorievuxna nervceller. Genom att applicera magnetisk kraft kunde forskarna minska nervcellernas smärtsignalering.
I USA är kronisk smärta "den vanligaste orsaken till långvarigt funktionshinder."
Enligt National Institutes of Health (NIH) har över 76 miljoner människor i USA - det vill säga cirka 1 av 4 personer - haft en episod av smärta som varade i mer än 24 timmar.
Av dessa har 40 miljoner haft svår smärta. Sådana siffror ledde till att NIH ansåg kronisk smärta som ett stort folkhälsoproblem.
I detta sammanhang pågår sökandet efter nya, effektivare smärtlindringsbehandlingar och av vital betydelse. Nu har biotekniker från University of California, Los Angeles (UCLA) utformat en innovativ metod som kan lyckas där andra smärtbehandlingar tidigare har misslyckats.
Forskare som leds av seniorforskaren Dino Di Carlo, professor i bioteknik vid UCLA, gick ut för att undersöka hur magnetisk kraft kunde användas för att lindra smärta.
Den första författaren till uppsatsen är Andy Kah Ping Tay, en postdoktoral forskare vid Stanford University i Kalifornien. Forskarna publicerade sina resultat i tidskriften Avancerade material.
Magnetisk kraft minskar neuronala smärtsignaler
Tay och hans kollegor designade en hydrogel med hyaluronsyra, som är en molekyl som unikt kan behålla vatten och som har nyckelroller i hudfuktighet och hudåldring. Dessutom kan hyaluronsyra hittas mellan cellerna i hjärnan och i ryggmärgen.
Efter att ha skapat denna hyaluronhydrogel fyllde forskarna den med små magnetiska partiklar. Sedan växte de en typ av hjärnceller - kallade dorsala rot ganglionneuroner - inuti gelén.
Därefter applicerade Tay och teamet magnetisk kraft på partiklarna, vilket möjliggjorde överföring av magnetfältet genom hydrogel och till nervcellerna. Genom att mäta kalciumjonerna i nervcellerna kunde forskarna berätta om cellerna svarade på den magnetiska dragningen - och det gjorde de.
Slutligen ökade forskarna stadigt den magnetiska kraften och fann att detta minskade nervcellernas smärtsignalering. I ett försök att återgå till ett stabilt tillstånd anpassade hjärncellerna sig till magnetisk stimulering genom att minska deras smärtsignaler.
"Våra resultat visar att genom att utnyttja" neurala nätverkshomeostas ", som är tanken att återställa ett biologiskt system till ett stabilt tillstånd, är det möjligt att minska smärtsignalerna genom nervsystemet [...] I slutändan kan detta leda till nya sätt att ge terapeutisk smärtlindring. ”
Andy Kah Ping Tay
Prof. Di Carlo kommenterar också resultaten och säger: "Mycket av vanliga moderna mediciner handlar om att använda läkemedel för att göra kemiska eller molekylära förändringar i kroppen för att behandla sjukdomar."
"Men" tillägger han, "de senaste genombrotten i styrningen av krafter i små skalor har öppnat en ny behandlingsidé - med fysisk kraft för att starta hjälpsamma förändringar inuti celler. Det finns en lång väg att gå, men det här tidiga arbetet visar att den här vägen mot så kallade ”mechanoceuticals” är lovande. ”
