Smärtlindring utan biverkningar med sjögräsmjuk teknik
Matilde Forni, doktorand vid Neuronano Research Center, visar de ultratunna mikroelektroder i ett av många tillverkningssteg, som används i den nya metoden för hjärnstimulering som Schouenborg et al. nu publicerar i Science Advances. Foto: Agata Garpenlin
Traditionell och stark smärtlindring med läkemedel ger ofta stora biverkningar och kan påverka förmågan att fungera i vardagen för den drabbade. Nu har forskare vid Lunds universitet vidareutvecklat en helt ny stimuleringsmetod mot svår smärta som ger individanpassad smärtlindring, utan de sedvanliga biverkningarna och en i det närmaste total blockad av smärta utan att annan känsel och motorik påverkas.
I Lund har ett forskarteam, lett av Jens Schouenborg, professor i neurofysiologi, utvecklat en metod mot smärta via individanpassad stimulering med ultratunna och vävnadsvänliga mikroelektroder.
Jens Schouenborg, professor i neurofysiologi, leder forskningen vid Neuronano Research Center (NRC) som är ett tvärvetenskapligt forsknings- och innovationscenter vid Lunds universitet som leds av professor Jens Schouenborg. Foto: Agata Garpenlin
– Elektroderna är mjuka som sjögräs och ytterst skonsamma mot hjärnan. De används för att specifikt aktivera hjärnans smärtkontrollcentra utan att samtidigt aktivera de nervcellskretsar som ger biverkningar. Metoden går till så att vi implanterar ett kluster av de ultratunna elektroderna och väljer sedan ut en undergrupp av elektroderna som ger ren smärtlindring, men inga biverkningar. Detta förfarande möjliggör en ytterst precis och individanpassad stimuleringsbehandling som visade sig fungera i varje individ, förklarar Jens Schouenborg som leder Neuronano Research Center vid Lunds universitet.
Närmaste total blockad av smärta
Smärtan blockeras genom att hjärnans smärtkontrollcentra aktiveras, och de i sin tur blockerar endast signalöverföringen i smärtbanorna till hjärnbarken.
– Vi har åstadkommit en i det närmaste total blockad av smärta utan att annan känsel och motorik påverkas, vilket är ett stort genombrott inom smärtforskningen. Våra resultat visar att det faktiskt är möjligt att få fram både kraftfull och biverkningsfri smärtlindring, något som varit en stor utmaning tidigare, förklarar Matilde Forni, doktorand och försteförfattare till den nya smärtstudien.
I projektet, som pågått under flera år och som rapporterats om undervägs, har forskarna utvecklat en vävnadsvänlig gelatinbaserad teknik och kirurgiska tekniker som gjort det möjligt att implantera de flexibla mikroelektroderna med mycket stor precision. Enligt forskarna bör den nya tekniken fungera på all sorts smärta som förmedlas av ryggmärgen, det vill säga de flesta typer av smärta.
Jämfört med morfin
– I vår studie jämförde vi också vår metod med morfin, som visade sig ge betydligt sämre smärtlindring. Dessutom ger ju morfin kraftig sedering och andra kognitiva effekter. I studien kunde vi visa att även smärta efter sensitisering (hyperalgesi) som är vanligt vid kronisk smärta blockeras, säger Jens Schouenborg.
Kan resultaten överföras till människor?
– Det är absolut avsikten. Den mänskliga hjärnan har liknande kontrollsystem som råttan och våra elektrodkonstruktioner kan skalas upp till mänsklig storlek, säger Matilde Forni.
Forskarna hoppas att inom fem till åtta år ska metoden komma att leda fram till tillfredsställande stimuleringsbehandling av människor med särskilt svår smärta, till exempel cancersmärta eller svåra smärtor i samband med ryggmärgsskador för vilka inga tillfredsställande smärtbehandlingar finns idag. Forskarna menar också att metoden kommer att kunna användas bredare, för att behandla annat än smärta.
– Metoden kan skräddarsys till i princip alla delar av hjärnan, så vi tror att den kan komma till användning också vid behandling av degenerativa hjärnsjukdomar som till exempel Parkinsons sjukdom, men också vid depression, epilepsi och sannolikt också stroke. Elektrodtekniken har också tillämpningar inom diagnostik och inte minst forskning på hur den gåtfulla hjärnan fungerar, säger Jens Schouenborg.
Publikation
Den vetenskapliga artikeln “3D microelectrode cluster and stimulation paradigm yield powerful analgesia without 4 noticeable adverse effects” publicerades i Science Advances online 8 October 2021.
