剑桥团队研发出一种可充气脊柱植入物：治愈严重的背部疼痛，无需侵入手术

背部问题困扰着全世界数百万人，对许多人来说，手术似乎是不可避免的。但即使是这样，也不能保证问题会消失。

一个由工程师和临床医生组成的团队开发了一种超薄的、可充气的装置，可以用于治疗最严重的背部疼痛，而不需要进行侵入性手术。

该设备由剑桥大学的研究人员开发，结合了软机器人制造技术、超薄电子技术和微流体技术。

该设备非常薄，只有人类头发丝的宽度，并且可以卷成一个小圆柱体，插入一根针，然后植入脊柱的硬膜外腔，以往医生就是在这个区域注射以控制分娩时的疼痛。

一旦定位正确，该装置就会充入水或空气，像充气床垫一样展开，覆盖脊髓的一大部分。当连接到脉冲发生器时，超薄电极开始向脊髓发送小电流，从而破坏疼痛信号。

该设备的早期测试表明，它可以有效治疗许多形式的严重疼痛，包括腿部和背部疼痛，这些疼痛无法用止痛药治愈。它还可以用于治疗瘫痪或帕金森氏症。然而，在该设备能够用于患者之前，还需要进行大量的测试和临床试验。

虽然其他类型的脊髓刺激设备目前被用于治疗严重的疼痛，但这些设备中最有效的是体积庞大，需要进行侵入性手术，且在治疗疼痛方面远远没有那么有效。通过结合外科手术设备的临床效果和锁孔设备植入的便利性，目前这款可充气的、可改变形状的脊柱植入物，可能是一个有效的、长期的解决顽固性疼痛的方法，这种疼痛影响着全世界数百万人。研究结果发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。

疼痛是每个人都会经历的，对绝大多数人来说，它是暂时的，是可以治疗的。然而，对一些人来说，疼痛会使人衰弱。在英国，背痛是导致残疾的主要原因，每年造成约120亿英镑的经济损失。在美国，CDC估计，每12个美国人中就有一个人患有顽固性背痛，非甾体抗炎药(NSAIDs)或阿片类药物等传统治疗对其无效。

脊髓刺激(SCS)是那些患有顽固性背痛或其他类型神经性疼痛的人的一种选择，但尽管它有效，它的使用是有限的，全球每年只有5万例手术进行。

对于那些疼痛严重到无法进行日常活动的人来说，脊髓刺激是最后的治疗手段。然而，两种主要类型的SCS设备都有缺陷：

临床上使用的最有效的SCS设备是桨式设备，它覆盖了很宽的脊髓区域，但体积大，需要在全身麻醉下进行侵入性手术。另一种设备可以用针头植入，只需要局部麻醉，但它覆盖的面积更小，临床效果不如桨式设备。

剑桥研究团队的目标是制造一种两全齐美的设备——一种临床有效的设备，但不需要复杂和危险的手术。这将有助于为更多的人提供这种改变生活的治疗选择。

为了制造出可以用针头植入的东西，他们需要使设备尽可能的薄。研究人员使用多种制造技术来制造他们的设备：用于半导体行业的柔性电子产品；用于药物传递的微流控通道；以及用于软机器人的可改变形状的材料。

他们完成的设备只有60微米厚——足够薄，可以卷起来放在针头上进行植入。然而，植入后，由于微流体通道的存在，该装置可以扩展到覆盖脊髓的广泛区域。薄膜电子技术并不新鲜，但结合液体腔使我们的设备与众不同——一旦进入病人体内，它就可以膨胀成桨状。”

据称，他们研发出来的早期版本非常薄，以至于不能被X光扫描到。外科医生在给设备充气之前，甚至需要用X光来确认它们是否在正确的位置。“我们添加了一些铋粒子，使其可见，但不增加太多的厚度。设计一个设备是一回事，但将其应用于手术是另一回事。”

研究人员在体外和人体模型上验证了他们的设备。他们目前正在与一家制造合作伙伴合作，进一步开发和扩大他们的设备，并希望在2-3年内开始在患者身上进行测试。

“我们制造这种设备的方式意味着我们还可以加入额外的组件——我们可以添加更多的电极或使它更大，以提高准确性覆盖脊椎的更大区域，”Barone说。“这种适应性使我们的SCS设备成为治疗脊髓损伤、中风或帕金森病等运动障碍的潜在疗法。一种不需要进行侵入性手术的有效设备，将可以为这么多人带来解脱。”

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：https://www.studyfinds.org/back-pain-cure-inflatable-implants-without-surgery/

https://medicalxpress.com/news/2021-06-inflatable-shape-changing-spinal-implants-severe.html