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你可能有过这样的体验:在寒风萧萧的冰天雪地里,如果不戴手套骑车,你的手会被冻到麻木,然后必须要借助哈气和搓一搓的组合方式来让手慢慢恢复知觉。其实,这种冻到失去知觉的机制已被医学用于物理镇痛,例如:冰敷。冰敷可以镇痛,还可以消肿。但前提是,首先得有一个低温的东西,而且只能在短时间内用于身体部分区域。当然,还有更简单的镇痛方式:吃止疼药,一片不行再来一片,直到你发现你已经依赖了它。2022年6月30日,发表在《Science》上的一项最新研究中,来自美国西北大学领导的研究团队**发出一种生物可吸收的微型柔性植入物,在不需要准备冰块,也不用吃药的情况下按需缓解疼痛。![](/uploads/20220710/427ed1d9108dd56e2b15ba9f68145910.png)
研究人员认为,这种创新型植入对接受常规手术甚至截肢和移植的患者最有价值。外科医生可以在手术过程中植入该装置,以帮助控制患者的术后疼痛。该植入物有望成为高度成瘾药物的理想替代方案。虽然其他冷却疗法和神经阻滞剂已经过实验测试,但都有难以克服的局限性。以前,科学家们也曾探索过冷冻疗法,例如,通过注射冷却。但这些方法不能精准地靶向特定神经,而是冷却了大面积组织。因此,可能导致组织损伤和炎症等不良影响。这种新型植入装置非常小,最宽处也才5毫米。它通过轻柔地缠绕在神经上来**精准且有针对性的冷却,从而麻痹受影响的神经以阻止其向大脑发出疼痛信号。外部还有一个泵用于远程激活并按需调节强度。当不需要它时,它就会自然地被吸收到体内。因此,无需额外的手术取出。![](/uploads/20220710/3b262a004ab736aef9ea4450a81e2c48.png)
虽然这个植入物听起来有点儿“魔幻”,但它其实利用了一个人人都知道的简单概念:蒸发。就是与汗液蒸发冷却身体的方式类似。装置内的液体冷却剂会在感觉神经的特定位置被诱导蒸发。该研究合著者、圣路易斯华盛顿大学医学院的Matthew MacEwan博士说:“当你冷却神经时,穿过神经的信号会变得越来越慢,直到完全停止。我们特异性地靶向外周传递感觉刺激的神经,痛觉神经就在其中。通过仅冷却一个或两个靶神经,我们可以有效地调控身体特定区域的疼痛信号。"为了诱导冷却效果,该装置上有个微小的微流体通道:一个通道装有液体冷却剂(全氟戊烷);另一个内置惰性气体干氮。当液体和气体一起流入腔室时就会发生反应(液-气相变),从而导致液体迅速蒸发。同时,一个微型集成传感器监测神经温度,以确保它不会冷过劲儿,因为过度冷却会损害神经及其周围的脆弱组织。研究人员表示,必须要精确控制冷却的持续时间和温度。通过监测神经的温度,可以自动调整流速,以可逆、安全的方式设定阻止疼痛的点。在急性动物实验中,这个微流控冷却植入物能够可逆地消除诱发神经信号。柔软卷曲的结构与大鼠坐骨神经紧密贴合,且无需缝合,也没有造成机械损伤。胫骨前肌肌电图(EMG)显示,在8分钟内从31°C冷却到5°C期间,肌电图幅度减少92%,神经肌肉活动信号潜伏期增加了64%。复温3分钟后,振幅和潜伏期分别恢复到初始值的108%和100%。![](/uploads/20220710/38dff5fb97fe1e57df11f19d4d5e8b75.png)
该研究通讯作者、西北大学材料科学与工程系教授John Rogers说:“我们乐观地认为,这代表了治疗疼痛的工程方法非常有前景的起点。但在用于临床之前,可能还需要一段时间。”