Bagi banyak orang yang menderita gangguan neurologis, seperti epilepsi, tidak ada pilihan pengobatan yang layak. Dalam penelitian terbaru kami, kami mengembangkan perangkat implan yang suatu hari dapat menawarkan bantuan. Kami menunjukkan bahwa implan dapat mengobati masalah di otak, seperti kejang epilepsi, dengan mengirimkan bahan kimia otak - dikenal sebagai neurotransmiter - langsung ke sel-sel di otak yang menyebabkan masalah.
Implan bekerja dengan menggunakan medan listrik untuk mendorong neurotransmiter keluar dari perangkat dari reservoir internal. Proses ini, yang dikenal sebagai elektroforesis, memungkinkan kontrol yang tepat atas dosis dan waktu pemberian obat, yang penting untuk mengatasi gangguan intermiten seperti epilepsi.
Cara pemberian obat ini juga memiliki keuntungan tidak meningkatkan tekanan lokal di mana obat keluar dari perangkat karena molekul obat tidak dalam pelarut - mereka keluar dari perangkat "kering". Ini penting karena itu berarti molekul obat (neurotransmiter dalam kasus ini) dapat berinteraksi langsung dengan jaringan di sekitar implan tanpa menyebabkan kerusakan pada sel-sel atau jaringan di sekitarnya.
Para peneliti sebelumnya telah menunjukkan bahwa metode pemberian obat ini dapat digunakan untuk mengatasi rasa sakit, dengan implan yang diletakkan di sumsum tulang belakang tikus. Kebaruan dari pekerjaan kami, yang diterbitkan di Science Advances, adalah merekayasa implan yang cukup kecil untuk ditanamkan di otak tikus. Kami juga memasukkan sensor kecil ke dalam implan untuk memungkinkan kami memantau aktivitas otak lokal di mana perangkat itu ditanamkan.
Neurotransmitter adalah pembawa pesan kimia otak. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) Menggunakan sensor on-board, kita bisa melihat awal aktivitas kejang pada tikus. Setelah kejang terdeteksi, kami memberi tahu implan untuk mengirimkan neurotransmitter penghambat ke jaringan otak di pusat kejang. Neurotransmitter memberi tahu sel-sel di jaringan itu untuk berhenti menyebarkan pesan kejang ke sel lain. Ini menghentikan kejang.
Setelah menemukan bahwa kami dapat menghentikan kejang, kami ingin melihat apakah kami dapat mencegah kejang sama sekali, daripada menghentikannya setelah mereka mulai. Untuk menguji ini, kami mulai memberikan neurotransmitter sebelum dosis bahan kimia yang menyebabkan kejang disuntikkan ke otak dengan implan terpisah. Eksperimen ini menunjukkan bahwa implan kami dapat mencegah aktivitas seperti kejang terjadi.
Teknologi platform
Kami sangat senang karena ini adalah pertama kalinya ada orang yang melihat bahwa alat pengiriman obat elektroforesis dapat menghentikan atau mencegah aktivitas seperti kejang. Kami juga melihat ini sebagai teknologi platform yang dapat diadaptasi untuk membantu mengobati berbagai gangguan neurologis termasuk epilepsi, penyakit Parkinson, dan tumor otak.
Penting untuk dicatat bahwa, sejauh ini, perangkat ini hanya diuji pada tikus dan tikus. Menilai dari waktu yang dibutuhkan untuk teknologi lain untuk beralih dari tahap ini ke penggunaan klinis yang meluas, kemungkinan akan setidaknya satu dekade sebelum teknologi ini akan tersedia secara luas bagi manusia. Selama waktu ini banyak pekerjaan akan dilakukan untuk membuktikan kelayakan jangka panjang implan ini untuk mengobati epilepsi serta gangguan neurologis lainnya.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation.
Christopher Proctor, Rekan Penelitian dalam Fabrikasi dan Validasi Pompa Ion Implan, University of Cambridge
