避免鴉片類止痛藥成癮!新型植入醫材精準標靶神經元、成分生物可分解

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現行常見的止痛方法大概有幾種途徑,首先是鴉片類(opioid)止痛藥,這類藥物緩解疼痛效果佳,但容易造成成癮問題。其次是物理性冷療法(cryotherapy),以及電刺激止痛,不過兩者沒辦法精準針對造成疼痛的神經元治療,而且可能還會因為外加刺激,造成體內組織損傷。

最新發表於《Science》研究,由美國 Northwestern University 團隊研發一項創新植入型止痛醫材,利用液體微流控(microfluidic)與蒸散原理,讓螺旋形的微型植入裝置可以精準緩解目標神經元的疼痛反應。這項裝置不但不需採用任何止痛藥物,沒有產生藥物成癮問題,此外裝置成分可在生物體中分解,不會造成體內負擔。

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新型植入式醫材運作原理

這項裝置運作的基本原理,是利用液體冷凝功能誘導疼痛神經元上的液體蒸發,蒸散作用使得神經元溫度下降,進而緩解疼痛訊號的傳遞。該裝置作用的目標是周邊神經元,因為周邊神經負責串連大腦、脊髓跟其他身體部位的訊號傳遞,只要阻斷少數神經元的傳遞功能,就能有效減緩全身性疼痛。

為了產生冷凝效果,該裝置設計有 2 個微流體通道,一個是裝填液體冷卻劑全氟戊烷(perfluoropentane),這是目前已批准可用於加壓吸入器的物質;另一個通道裝填惰性氣體氮氣。當兩通道的物質交會發生反應,會導致液體快速蒸發。為了避免快速降溫,設備同時有一個微型感測器監測當下神經的溫度,避免溫度過低造成組織損傷。

生物可分解、針對目標神經作用

這項創新止痛植入式醫材有 2 項主要優勢,第一,其成分是生物可相容、水溶性材質,植入後可以在數週後自行分解,而不需要藉由額外手術取出。第二,該裝置是外型材質柔軟的螺旋狀物,可以緊密纏繞、包覆目標神經元,甚至在軟組織的深處也可作用,並再透過遠距感測設備操作降溫強度,達到精準減緩痛覺訊號傳遞的效果。

根據美國 CDC 統計,1999-2009 年 10 年間美國因鴉片類藥物過量(opoid overdose)致死案例就有超過 50 萬件,顯示止痛類藥物的研發需求。此研究提出的新型裝置不但不用採取合併藥物,更能達到精準減緩疼痛效果,未來有望帶來新的止痛治療機會。

延伸閱讀:惡名昭彰生化武器:炭疽桿菌,能帶來止痛新解方?

參考資料:
1. Science, 2022; https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8532
2. https://news.northwestern.edu/stories/2022/06/dissolving-implant-relieves-pain-without-drugs/

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