Průhledný implantát usnadní přístup k mozku

Helena Vrecková  |  Věda

Nový průhledný implantát umožní lékařům neinvazivně sledovat stav mozku pacientů.

Operace mozku nejsou dnes již ničím výjimečným. Lékaři jsou schopni odoperovat nádory nebo léčit některá neurologická onemocnění. Při léčbě je možné využívat i lasery. Ty se osvědčily především u sledování mozkových nádorů, edémů či epilepsie. K jejich použití je však potřeba vyvrtat do lebky otvor, aby šlo laser použít. Laser sám o sobě nedokáže lebeční kostí projít. Problém však nastává v případě, kdy se zákrok musí vícekrát opakovat.

Alternativním způsobem je překrýt otvor v lebce průhledným implantátem. Vědci však museli zvolit vhodný materiál, který by pacienta nijak extrémně neomezoval. Například implantáty na bázi skla nejsou vhodné kvůli své relativní křehkosti. Tým 10 vědců z kalifornské univerzity Riverside však dokázal vytvořit průhledný materiál s dostatečnou pevností, aby zajistil pacientovi dobrou ochranu před nárazem do hlavy (abstrakt).

Najít vhodný materiál

Vědci tak během testování vyzkoušeli například použití titanu, oxidu hlinitého nebo akrylu. Nic však nesplňovalo jejich požadavky. Nakonec se nejlépe osvědčil stabilizovaný oxid zirkoničitý (YSZ) – keramický materiál, který je používán v zubních a ortopedických aplikacích (například na zubní korunky nebo kyčelní klouby).

Obvykle je ale YSZ neprůhledný. Vědci si tak museli pomoci procesem CAPAD (Current Activated Pressure Assisted Densification), který umožňuje snížit vnitřní pórovitost materiálu v rámci nanometrů. Díky lepšímu prostupu světla se tak snížila obvyklá neprůhlednost materiálu. Výsledný průhledný nanokrystalický YSZ byl ještě leštěn a opracován do požadované velikosti 2,1×4,2×0,2 mm3.

Snímek mozku myši. V levé části je vyznačena šířka lebeční kosti, v pravé části pak šířka implantátu. Zdroj: UCR
Snímek mozku myši. V levé části je vyznačena šířka lebeční kosti, v pravé části pak šířka implantátu. Zdroj: UCR

Takto připravený implantát vědci voperovali myším a jeho propustnost otestovali použitím optické koherentní tomografie (OKT). Tato zobrazovací a diagnostická metoda je neinvazivní a dokáže ve vysoké kvalitě zobrazit snímky tkáně. Oproti jiným metodám dokáže OKT proniknout mnohem hlouběji a umožňuje vytvořit rekonstrukce tkání nejen dvourozměrně ale i trojrozměrně.

Podle výsledků se materiál osvědčil jako mnohem pevnější, ale zároveň skvěle propustný.

Otestování vhodnosti

Studie zatím pouze ukázala vhodnost použití nového implantátu v lebeční kosti. Výhled do budoucna však naznačuje, že se implantát bude používat k monitorování mozku, například při edému nebo při rakovině mozku, kdy hrozí opakované dorůstání nádorů. Zároveň by se mohl stát vhodným prostředkem ve vědecké sféře u jiných studií mozku.

Ačkoliv je ale původní materiál vyzkoušen na lidském organismu a není pro tělo nijak škodlivý, jeho nová forma ještě takto otestována není. Vzhledem ke změnám ve vnitřní struktuře materiálu musí vědci otestovat, jaký bude dlouhodobější vliv na organismus, a zda se po implantaci během let nevyskytnou nečekané potíže. Navíc požadavky na implantát se liší od požadavků na použití v zubní či ortopedické oblasti. Také je důležité se přesvědčit, že kost v okolí implantátu nebude srůstat přes implantát.

Nejčtenější