西北大学领导的研究人员团队开发了一种小型，柔软，灵活的植入物，可减轻需求疼痛，无需使用药物。首先，设备可以为阿片类药物和其他高度上瘾的药物提供急需的替代品。

生物相容性，水溶性设备通过软包裹在神经周围以提供精确的，有针对性的冷却来工作，这使神经麻木并阻止了大脑的疼痛信号。外部泵使用户能够远程激活设备，然后增加或降低其强度。不再需要设备后，它自然会吸收体内 - 绕开了手术提取的需求。

研究人员认为，该设备对于接受常规手术甚至通常需要术后药物的截肢的患者最有价值。外科医生可以在手术过程中植入该设备，以帮助管理患者的术后疼痛，报告西北大学。

“尽管阿片类药物非常有效，但它们也令人上瘾，”西北领导该设备开发的约翰·罗杰斯（John A. Rogers）说。“作为工程师，我们的动机是由无需药物治疗疼痛的想法 - 可以立即打开和关闭的方式，并控制用户对缓解强度的控制。这里报告的技术利用了与使手指在冷时感到麻木的机制，这些机制与那些相似之处。我们的植入物允许以可编程方式，直接和局部为靶向神经，甚至在周围软组织中深处产生这种作用。”

罗杰斯（Rogers）是路易斯·辛普森（Louis Simpson）和金伯利·奎里（Kimberly Querrey）材料科学与工程学教授，生物医学工程学和神经学手术，以及麦考密克工程学院和西北大学费恩伯格医学院的神经外科。他还是Querrey Simpson生物电子学研究所的创始董事。乔纳森·里德（Jonathan Reeder）是罗杰斯（Rogers）实验室的前博士后研究员，是该论文的第一作者。

这个怎么运作

尽管新设备听起来像是科幻小说，但它利用了每个人都知道的简单，常见的概念：蒸发。类似于蒸发汗液如何冷却人体，该设备包含一种液体冷却剂，该冷却液被引起在感觉神经的特定位置蒸发。

“当您冷却神经时，穿过神经的信号变得越来越慢 - 最终完全停止。”“我们专门针对周围神经，这些神经将您的大脑和脊髓连接到身体的其余部分。这些是传达感官刺激的神经，包括疼痛。通过仅向一两个靶向神经传递冷却效果，我们可以在人体一个特定区域中有效调节疼痛信号。”

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为了诱导冷却效果，该设备包含微小的微流体通道。一个通道含有液体冷却液（全氟丁烷），该通道已被临床批准为超声对比剂，并用于加压吸入器。第二个通道含有干氮，惰性气体。当液体和气体流入共享腔室时，会导致液体迅速蒸发的反应。同时，一个微小的集成传感器可以监测神经的温度，以确保不会变得太冷，这可能会导致组织损伤。

罗杰斯说：“过度冷却会损害神经和周围的脆弱组织。”因此，必须精确控制冷却的持续时间和温度。通过监测神经处的温度，可以自动调整流速，以设置以可逆，安全的方式阻止疼痛的点。”

精度功率

尽管已经通过实验测试了其他冷却疗法和神经阻滞剂，但所有这些都有新设备克服的局限性。以前的研究人员探索了冷冻疗法，例如注射针头。这些不精确的方法不是靶向特定的神经，而是凉爽的组织，可能导致不必要的作用，例如组织损伤和炎症。

在最宽的地方，西北的小型设备只有5毫米宽。一端被卷曲成袖口，袖口在单个神经周围轻轻缠绕，绕开了对缝合线的需求。通过仅准确靶向受影响的神经，可以从不必要的冷却中备用围绕区域的装置，这可能导致副作用。

梅斯万说：“您不想无意中冷却其他神经或与传播疼痛刺激的神经无关的组织。”“我们想阻止疼痛信号，而不是控制运动功能的神经，并使您能够使用手。”

以前的研究人员还探索了使用电刺激来沉默疼痛刺激的神经阻滞剂。这些也有局限性。

梅斯万说：“如果不先激活电气刺激，您就无法关闭神经。”“从患者的角度来看，这可能会导致额外的疼痛或肌肉收缩，并且不理想。”

消失的行为

这项新技术是罗杰斯实验室（Rogers Lab）的可生物吸收电子设备的第三个示例，罗杰斯实验室（Rogers Lab）在2012年介绍了瞬态电子设备的概念，该概念发表在科学上。2018年，罗杰斯（Rogers），梅斯万（Macewan）和同事展示了世界上第一个可生物令人难以理工的电子设备 - 一种可生物降解的植入物，速度速度发表在自然医学上的神经再生。然后，在2021年，罗杰斯及其同事介绍了自然生物技术发表的短暂起搏器。

这些设备的所有组件都是生物相容性的，并且在几天或几周的过程中自然吸收到人体的生物流体中，而无需手术提取。可生物吸收的设备完全无害 - 类似于可吸收的针迹。

在一张纸的厚度下，柔软的弹性神经冷却装置是治疗高度敏感神经的理想选择。

罗杰斯说：“如果您考虑软组织，脆弱的神经和恒定运动的身体，那么任何接口设备都必须具有弯曲，弯曲，弯曲和伸展的能力。”“此外，您希望该设备在不再需要之后简单地消失，以避免手术清除的微妙和危险的手术。”

该研究发表在7月1日的《杂志》上科学。