加州大學(xué)河濱分校的研究人員通過發(fā)表在《激光與外科醫(yī)學(xué)和納米醫(yī)學(xué)》雜志上的兩項研究的發(fā)現(xiàn)，使他們的“通往大腦的窗口”透明顱骨植入物的想法更接近于現(xiàn)實：納米技術(shù)，生物學(xué)和醫(yī)學(xué)。

正在開發(fā)中的植入物實際上提供了“通往大腦的窗口”，將使醫(yī)生能夠?qū)加兄旅陨窠?jīng)系統(tǒng)疾病(例如腦癌，顱腦外傷，神經(jīng)退行性疾病和中風(fēng))的患者進(jìn)行微創(chuàng)，基于激光的治療。最近的研究突出了植入物材料的生物相容性及其耐受細(xì)菌感染的能力。

“大腦之窗”項目是一個多機(jī)構(gòu)，跨學(xué)科的合作伙伴關(guān)系，由UCR Bourns工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)教授Guillermo Aguilar和來自Ensenada中心教育研究中心(CICESESE)的SantiagoCamacho-López領(lǐng)導(dǎo)。 ) 在墨西哥。

該項目開始于Aguilar和他的團(tuán)隊開發(fā)出一種透明的氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)材料，該材料與用于髖關(guān)節(jié)植入物和牙冠的陶瓷產(chǎn)品相同。通過將其用作類似于窗口的植入物，研究小組希望醫(yī)生能夠按需將基于激光的治療瞄準(zhǔn)患者的大腦，而無需執(zhí)行重復(fù)的顱骨切開術(shù)，而顱骨切開術(shù)是用于進(jìn)入大腦的高度侵入性手術(shù)。

YSZ的內(nèi)部韌性比其他研究人員開發(fā)的玻璃基材料更具抗沖擊性，也使其成為唯一一種可以想象用于人類的透明顱骨植入物。最近的兩項研究進(jìn)一步支持YSZ作為目前可用的顱骨植入物的有希望的替代方法。

最新研究于7月8日發(fā)表在《外科醫(yī)學(xué)雜志》上，最新研究證明了透明YSZ的使用可如何使醫(yī)生抵抗細(xì)菌感染，這是顱骨植入失敗的主要原因。在實驗室研究中，研究人員通過將激光對準(zhǔn)植入物，而不必去除植入物且不損壞周圍組織，從而對E-Coli感染進(jìn)行了治療。

“這是一個重要發(fā)現(xiàn)，因為它表明我們的透明植入物和基于激光的療法相結(jié)合，不僅使我們能夠治療腦部疾病，而且還能解決顱骨植入后常見的細(xì)菌感染。這些感染尤其是具有挑戰(zhàn)性的治療，因為許多抗生素不能穿透血腦屏障，說：”德文活頁夾，醫(yī)學(xué)博士，醫(yī)學(xué)UCR的學(xué)院神經(jīng)外科和神經(jīng)科學(xué)家對項目的合作者。

發(fā)表在《納米醫(yī)學(xué)：納米技術(shù)，生物學(xué)和醫(yī)學(xué)》雜志上的另一項最新研究探索了YSZ在動物模型中的生物相容性，將其整合到宿主組織中而不會引起免疫反應(yīng)或其他不良影響。

阿吉拉爾說：“實際上發(fā)現(xiàn)YSZ比目前可用的材料(如鈦或熱塑性聚合物)具有更高的生物相容性，因此這是我們開發(fā)透明YSZ作為顱骨植入物的首選材料的另一個好消息。” 。

“大腦之窗”團(tuán)隊由UCR布恩斯工程學(xué)院和醫(yī)學(xué)院的教職員工，以及加利福尼亞大學(xué)，圣地亞哥分校和墨西哥的三所大學(xué)的研究人員組成。墨西哥國立自治大學(xué)(UNAM); 以及位于普埃布拉州ÓpticayElectrónica(INA??OE)的國立航空航天研究所(Instituto Nacional deAstrofísica)的RubénRamos-García。Yaguiman Damestani是Aguilar實驗室的研究生，是這些最新研究的主要作者。

去年10月，該團(tuán)隊獲得了將近500萬美元的資金，用于在五年內(nèi)推進(jìn)該項目。360萬美元來自科學(xué)基金會的國際研究與教育合作伙伴計劃(PIRE)，該計劃使大學(xué)與世界各地的其他大學(xué)結(jié)對。另外100萬美元來自墨西哥的科學(xué)技術(shù)委員會(CONACYT)，該組織負(fù)責(zé)促進(jìn)科學(xué)和技術(shù)活動。其余的錢來自墨西哥大學(xué)的實物捐助。

該團(tuán)隊的長期目標(biāo)是使該技術(shù)成為可從基于激光的治療中受益的腦部疾病患者的治療標(biāo)準(zhǔn)。