Reducción del dolor crónico aplicando Terapia e Implementación bioelectronica en la medula espinal de la columna vertebral

Authors

  • Cesar Luis Ugarte Leon

Keywords:

Therapies, bioelectronic device, electronic pulses, biological signals

Abstract

Currently, many drugs provide their therapeutic action only at specific sites in the body, but they are administered in a way that causes the drug to spread throughout the body. This can lead to serious side effects. These have been significantly reduced, thanks to a bioelectronic control device. With it, the administration of chemical substances is reduced to the maximum and pain control is maximized. All that the drug goes directly to the core of the problem Chronic pain is one of the major health problems that affects the population and generates serious physical and psychological problems. In fact, we all know that when our head hurts our stress level increases.

Now imagine a person with chronic pain. This situation causes irritation and frustration, which induces a change in the quality of life. In addition, it can be the inducer of disorders such as depression, anxiety, appetite alteration or sleep disturbance, among others. All this leads to an even greater worsening of the quality of life of the person, affecting their social, family and even work life. These problems have been minimized in rats thanks to advances in bioelectronics achieved by a multidisciplinary team made up of researchers from Linköping University and the Karolinska and Acreo Swedish Institutes in Sweden, reports the journal Science Advance.

Local administration from an implanted device can avoid these problems, especially if the rate of administration can be adjusted according to the needs of the patient. We turned to ionic and electronic conductive polymers to design a device that could be implanted and used for local delivery of electrically controlled therapeutics. The conductive polymers in our device allow electronic pulses to be translated into biological signals, in the form of ionic and molecular fluxes, which provide a way to interface biology with electronics.

Devices based on conductive polymers and polyelectrolytes have been demonstrated in the controlled delivery of substances to neural tissue, biosensors, and neural recording and stimulation. While providing proof of the principle of bioelectronic integration, such demonstrations have been performed in vitro or in anesthetized animals. Here, we demonstrate the efficacy of an implanted organic electronic delivery device for the treatment of neuropathic pain in an animal model.

The devices were implanted in the spinal cord of rats and, 2 days after implantation, local administration of the inhibitory neurotransmitter g-aminobutyric acid (GABA) was started. Highly localized administration resulted in a significant decrease in pain response with low doses and no observable side effects. This demonstration of bioelectronics-based organic therapy in awake animals illustrates a viable alternative to existing pain treatments, paving the way for future implanted bioelectronic therapies.

Downloads

Download data is not yet available.

References

C. Toth, J. Lander, S. Wiebe, La prevalencia y el impacto del dolor crónico con síntomas de dolor neuropático en la población general. Pain Med. 10, 918–929 (2009).

M. P. Jensen, M. J. Chodroff, R. H. Dworkin, El impacto del dolor neuropático en la calidad de vida rela_ cionada con la salud: revisión e implicaciones. Neurology 68, 1178-1182 (2007).

A. B. O'Connor, Dolor neuropático: impacto en la calidad de vida, costos y rentabilidad de la terapia. Farmacoeconomía 27,95–112 (2009).

M. Glajchen, Dolor crónico: barreras de tratamiento y estrategias para la práctica clínica. Mermelada. Board Fam. Pract. 14, 211-218 (2001).

B. M. Onofrio, T. L. Yaksh, Alivio del dolor a largo plazo producido por la infusión intratecal de morfina en 53 pacientes. J. Neurosurg. 72, 200-209 (1990).

K. A. Moore, T. Kohno, L. A. Karchewski, La lesión parcial del nervio periférico promueve una pérdida selectiva de la inhibición GABAérgica en el asta dorsal superficial de la médula espinal. J. Neurosci. 22, 6724–6731 (2002).

H. U. Zeilhofer, Pérdida de inhibición glicinérgica y GABAérgica en el dolor crónico: contribuciones de la inflamación y la microglía. En t. Immunopharmacol. 8.182–187 (2008).

C.O.Stiller, J.G.Cui, W.T.O’Connor, E. Brodin, B.A. Meyerson, B. Linderoth, Liberación de ácido g-amin obutírico en el asta dorsal y supresión de la alodinia táctil por estimulación de la médula espinal en ratas mononeuropáticas. Neurosurgery 39, 367–374 (1996).

J. Castro-Lopes, I. Tavares, A. Coimbra, GABA disminuye en el asta dorsal de la médula espinal después de una neurectomía periférica. Brain Res. 620, 287-291 (1993).

J.-G. Cui, B. Linderoth, B. A. Meyerson, Los efectos de la estimulación de la médula espinal en la alodinia evocada por el tacto implican mecanismos GABAérgicos. Un estudio experimental en la rata mononeu ropática. Pain 66, 287-295 (1996).

M. Slonimski, S. E. Abram, R. E. Zuniga, Baclofeno intratecal en el manejo del dolor. Reg. Anesth. Pain Med. 29, 269 a 276 (2004).

I. Decosterd, C. J. Woolf, Lesión nerviosa libre: un modelo animal de dolor neuropático periférico persistente. Pain 87, 149-158 (2000).

K.Tybrandt, KCLarsson, S. Kurup, D.Simon, P.Kjall, J.Isaksson, M.Sandberg, E.Jager, A.Richter-Dahlfors, M. Berggren, Traducción de corrientes electrónicas a acetilcolina precisa- señalización neuronal inducida utilizando un dispositivo de administración electroforético orgánico. Adv. Mater. 21,4442-4446 (2009).

DT Simon, S. Kurup, KC Larsson, R. Hori, K. Tybrandt, M. Goiny, EW Jager, M. Berggren, B. Canlon, A. Rich ter-Dahlfors, Electrónica orgánica para la entrega precisa de neurotransmisores para modular función sensorial de los mamíferos. Nat. Mater. 8, 742–746 (2009).

J. Isaksson, P. Kjäll, D. Nilsson, N. D. Robinson, M. Berggren, A. Richter-Dahlfors, Control electrónico de la señalización de Ca 2+ en células neuronales utilizando una bomba de iones electrónicos orgánicos. Nat. Mater. 6, 673–679 (2007).

B. Mallick, Análisis no destructivo de propiedades dieléctricas: Aplicación a microfibras de respuesta tisular irradiadas con haz de iones. Biomed. Mater. Ing. 24, 1425-1432 (2014).

A. Metzger, Tereftalato de polietileno y el implante palatino Pillar TM: su uso histórico y durabilidad en aplicaciones médicas (Medtronic Inc., Jacksonville, FL, 2009).

G. Lind, B. A. Meyerson, J. Winter, B. Linderoth, Baclofeno intratecal como terapia adyuvante para mejorar el efecto de la estimulación de la médula espinal en el dolor neuropático: un estudio piloto. EUR. J. Pain 8, 377–383 (2004).

E. O. Gabrielsson, P. Janson, K. Tybrandt, Un rectificador de corriente iónico de onda completa de cuatro diodos basado en membranas bipolares: superando el límite de capacidad del electrodo. Adv. Mater. 26, 5143–5147 (2014).

K. Tybrandt, R. Forchheimer, M. Berggren, Puertas lógicas basadas en transistores de iones. Nat. Comun. 3, 871 (2012).

IR Minev, P. Musienko, A. Hirsch, Q. Barraud, N. Wenger, EM Moraud, J. Gandar, M. Capogrosso, T. Milek ovic, L. Asboth, RF Torres, N. Vachicouras, Q. Liu , N. Pavlova, S. Duis, A. Larmagnac, J. Vörös, S. Micera, Z. Suo, G. Courtine, SP Lacour, Biomaterials. Duramadre electrónica para interfaces neuronales multi modales a largo plazo. Science 347, 159-163 (2015).

C. Hassler, R. P. von Metzen, P. Ruther, T. Stieglitz, Caracterización del parileno C como material de encapsulación para prótesis neurales implantadas. J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. 93, 266 a 274 (2010).

A. Williamson, J. Rivnay, L. Kergoat, A. Jonsson, S. Inal, I. Uguz, M. Ferro, A. Ivanov, TA Sjöström, DT Simon, M. Berggren, GG Malliaras, C. Bernard , Control de la actividad epileptiforme con bombas de iones electrónicos orgánicos. Adv. Mater. 10.1002 / adma.201500482 (2015).

M. J. Cousins, P. O. Bridenbaugh, D. B. Carr, T. T. Horlocker, Bloqueo neuronal en anestesia clínica y medicina del dolor (Wolters Kluwer, Filadelfia, ed. 4, 2008). Referencia bibliográfica:

Amanda Jonsson, Zhiyang Song, David Nilsson, Björn A. Meyerson, Daniel T. Simon, Bengt Linderoth, Magnus Berggren. Therapy using implanted organic bioelectronics. Science Advances (2015). DOI: 10.1126/sciadv.1500039.

Published

01-11-2021

How to Cite

Ugarte Leon, C. L. (2021). Reducción del dolor crónico aplicando Terapia e Implementación bioelectronica en la medula espinal de la columna vertebral. CITEK Magazine, (03), 35–49. Retrieved from https://revistas.icte.edu.pe/citek/article/view/18