Điện cực hình bông hoa mở ra khả năng phẫu thuật não điều trị thần kinh với xâm lấn tối thiểu

Được làm bằng polymer silicon và sợi vàng, điện cực cánh hoa mềm và linh hoạt này có thể giúp các nhà giải phẫu thần kinh thực hiện các ca phẫu thuật não, điều trị các bệnh thần kinh với ít xâm lấn hơn.

Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Lausanne (EPFL) ra mắt một điện cực linh hoạt nhỏ, có thể triển khai bên trong hộp sọ dễ dàng, cho phép các bác sĩ thực hiện những ca phẫu thuật xâm lấn tối thiểu.

Điện cực mềm là một thiết bị chế tạo bằng polymer silicon, vật liệu đàn hồi trong suốt và đủ mỏng để vừa với không gian hẹp giữa hộp sọ và não, dãy điện cực được làm bằng vàng. Trong một nghiên cứu được công bố gần đây, nhóm EPFL cho biết đã thử nghiệm thành công điện cực mềm trên lợn thí nghiệm.

Ưu điểm chính của thiết bị này là điện cực mềm có thể đưa vào não người qua một lỗ nhỏ trên hộp sọ và sau đó mở rộng vào bên trong, cho phép các nhà giải phẫu thần kinh làm việc trên diện tích bề mặt lớn hơn (nhiều tế bào thần kinh và mô hơn) của não. Đây là cách hoạt động của điện cực kỳ lạ.

Điều gì làm cho điện cực trở nên đặc biệt?

Khi được triển khai hoàn toàn, điện cực có sáu chân hình xoắn ốc có đường kính trải rộng hoàn toàn là 4cm. Nhưng không có nghĩa là các bác sĩ phẫu thuật phải khoan một lỗ lớn 4 cm trên hộp sọ để đặt thiết bị.

Trước khi triển khai, đầu tiên, điện cực giống như miếng cao su được gấp lại và đóng gói bên trong một ống hình trụ được gọi là bộ nạp. Sau đó, ống này sẽ đưa điện cực qua một lỗ nhỏ 2 cm trên hộp sọ vào vỏ não. Khi thiết bị chạm tới bên trong hộp sọ, những hình xoắn ốc dưới áp lực mềm sẽ mở rộng hoàn toàn và điện cực lấy lại hình dạng ban đầu.

Hoạt động đảo ngược như vậy được thể hiện bằng robot mềm. “Cộng đồng người máy mềm rất quan tâm đến cơ chế chuyển đổi này". TS Sukho Singh, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết, ưu điểm của cơ chế đảo ngược là có thể triển khai kích thước tùy ý của điện cực với lực nén mềm bằng chất lỏng liên tục và tối thiểu lên vỏ não.

Hình dạng xoắn ốc của điện cực có ý nghĩa đặc biệt trong cấu trúc của điện cực mềm. Nguyên mẫu đầu tiên của điện cực có chân thẳng, nhưng trong quá trình thử nghiệm, chân thẳng mềm không phân bổ đều điện cực và che phủ bề mặt não ít hơn.


Các điện cực có thể triển khai cho phẫu thuật sọ não xâm lấn tối thiểu. (Video EPFL / Alain Herzog)

Sử dụng những chân mềm hình xoắn ốc như cánh hoa, các nhà khoa học đã khắc phục những hạn chế này và có thể triển khai thành công điện cực trong thí nghiệm với một con lợn nhỏ. Nhóm EPFL tin rằng, điện cực sáng tạo có thể mở ra nhiều ứng dụng phẫu thuật thần kinh mềm và linh hoạt hơn, giúp các ca phẫu thuật não phức tạp dễ tiếp cận hơn và giảm thiểu rủi ro.

Tầm quan trọng của các điện cực linh hoạt

Các điện cực được cấy bên trong hộp sọ chủ yếu để thực hiện kích thích não sâu (DBS). Trong DBS , dòng điện từ một thiết bị bên ngoài được sử dụng để kích thích những phần não không hoạt động hiệu quả do những rối loạn từ động kinh đến loạn trương lực cơ và Parkinson.

Điện cực hình bông hoa mở ra khả năng phẫu thuật não điều trị thần kinh với xâm lấn tối thiểu
Điện cực đặt trên mô hình não người. (EPFL / Alain Herzog)

Các điện cực mềm cuộc lại mang hy vọng cho hàng triệu bệnh nhân trên toàn cầu đang phải sống chung với các tình trạng bệnh lý thần kinh. Thiết bị mới, so với cấy ghép thông thường, ít xâm lấn hơn và có thể được triển khai trên vỏ não dễ dàng và an toàn hơn.

Cấu trúc linh hoạt của các chân điện cực cho phép thiết bị bao phủ nhiều mô não hơn với rủi ro tối thiểu đối với hộp sọ và não trong quá trình DBS. GS Stéphanie Lacour, tác giả nghiên cứu cấp cao tại EPFL cho biết: “Công nghệ phẫu thuật thần kinh xâm lấn tối thiểu là phương pháp cần thiết để cung cấp các liệu pháp hiệu quả, phù hợp với bệnh nhân”.

Lacour và nhóm của bà có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu để nâng cấp thiết bị trở thành một robot mềm đồng thời sớm có thể thử nghiệm điện cực mềm trên người. Công nghệ mới mở ra nhiều giải pháp điều trị thần kinh ít xâm lấn hơn và mang lại hiệu quả cao. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Robotics.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Những loại cá nên ăn để tăng collagen các chị em nên biết

Những loại cá nên ăn để tăng collagen các chị em nên biết

Chị em phụ nữ đặc biệt nên ăn nhiều những loại cá này để phòng chống lão hóa tốt nhất.

Đăng ngày: 12/05/2023
3 loại rau, 2 loại nước và 1 hành động giúp bạn thanh lọc gan, ít bệnh tật và khỏe mạnh hơn

3 loại rau, 2 loại nước và 1 hành động giúp bạn thanh lọc gan, ít bệnh tật và khỏe mạnh hơn

Muốn tăng cường chức năng giải độc, bồi bổ cho gan thì bạn tuyệt đối không nên bỏ qua việc bổ sung những thứ này cho cơ thể.

Đăng ngày: 12/05/2023
Bất ngờ với 5 loại thịt không gây béo, giúp giảm cân nhanh

Bất ngờ với 5 loại thịt không gây béo, giúp giảm cân nhanh

Nhiều người thường cho rằng nên tránh xa thịt khi muốn giảm cân. Nhưng thực tế đây là quan niệm sai lầm!

Đăng ngày: 11/05/2023
Em bé đầu tiên tại Anh có DNA từ 3 cha mẹ

Em bé đầu tiên tại Anh có DNA từ 3 cha mẹ

Em bé đầu tiên có DNA từ 3 cha mẹ được sinh ra nhờ quy trình thụ tinh trong ống nghiệm (IVF) nhằm ngăn chặn tình trạng trẻ mắc các bệnh nan y di truyền.

Đăng ngày: 11/05/2023
3

3 "không" cần nhớ khi ăn mít vào mùa hè để tránh tăng cân và hại sức khỏe

Mít rất ngon nhưng nhược điểm là chứa quá nhiều đường. Do đó, trong mùa hè mọi người nên lưu ý vài điều sau khi ăn mít.

Đăng ngày: 10/05/2023
Điều gì xảy ra khi say cà phê?

Điều gì xảy ra khi say cà phê?

Việc uống lượng caffeine vượt mức cơ thể cần có thể gây ra những hậu quả như bồn chồn, mất ngủ... gọi chung là say cà phê.

Đăng ngày: 10/05/2023
Những lợi ích sức khoẻ và bài thuốc từ cây bằng lăng

Những lợi ích sức khoẻ và bài thuốc từ cây bằng lăng

Chiết xuất từ lá bằng lăng được cho là có thể giúp ích trong việc điều trị bệnh tiểu đường, kiểm soát cân nặng và thậm chí cả huyết áp.

Đăng ngày: 10/05/2023
Tiêu điểm
Khoa Học News