改变形状的植入物来治疗剧烈疼痛

该设备非常薄，只有一根头发的宽度，可以卷起成一个微小的圆柱体，插入针中，然后植入脊柱的硬膜外空间，这也是分娩时注射控制疼痛的地方。

一旦定位正确，这个装置就会被水或空气充气，这样它就会像一个微型气垫一样展开，覆盖脊髓的一大片区域。当连接到脉冲发生器时，超薄电极开始向脊髓发送小电流，从而干扰疼痛信号。

该设备的早期测试表明，它可能是一种有效的治疗多种形式的严重疼痛的方法，包括腿部和背部疼痛，这些疼痛无法通过止痛药治愈。它也可以被改造成一种潜在的治疗方法麻痹或帕金森病．然而，在将该设备用于患者之前，还需要进行广泛的测试和临床试验。

尽管其他类型的脊髓刺激装置目前用于治疗严重的疼痛，最有效的这些装置是笨重的，需要侵入性手术而目前的锁孔设备在治疗疼痛方面远没有那么有效。通过结合手术设备的临床有效性和锁眼设备的容易植入，剑桥大学开发的这种设备可能是一种有效的、长期的解决顽固性疼痛的方法，这种顽固性疼痛影响着全球数百万人。

痛苦是每个人的经历，以及绝大多数人都是暂时的和可治疗的。但是，对于一些人来说，痛苦变得愚蠢。在英国，背痛是残疾的主要原因，每年均为120亿英镑的经济成本。在美国，疾病控制和预防的中心估计，由于12名美国人的多种患者患有顽固的背部疼痛，这对常规治疗不响应非甾体抗炎药（NSAIDs）或阿片类药物。

脊髓刺激(SCS)是那些患有顽固性背痛或其他神经性疼痛的人的一种选择，但尽管它的有效性，它的使用是有限的，全世界每年只有5万例手术。该论文的资深作者之一、剑桥大学临床神经科学系的Damiano Barone博士说:“对于那些疼痛严重到无法进行日常活动的患者来说，脊髓刺激是最后的治疗手段。”“然而，这两种主要类型的SCS设备都有缺陷，这可能是它们使用受限的一个原因，尽管数百万人每天都在与慢性疼痛作斗争。”

临床使用中最有效的SCS装置是一种桨型装置，它覆盖了脊髓的广泛区域，但体积庞大，需要在全身麻醉下进行侵入性手术。另一种设备可以用针植入，只需要局部麻醉，但它覆盖的面积更小，比桨型设备的临床效果更差。

该论文的另一位资深作者、剑桥大学工程系的克里斯托弗·普罗科特(Christopher Proctor)博士说:“我们的目标是制造出两全其美的设备——一种临床有效但不需要复杂和危险手术的设备。”“这将有助于将这种改变人生的治疗方案带给更多的人。”

“为了得到一些可能的东西植入我们需要让这个设备尽可能的薄，”同样来自工程部的共同第一作者本·伍丁顿说。

研究人员使用多种制造技术来制造他们的设备:灵活的电子产品用于半导体行业;小微流控用于给药的通道;和变形材料中使用的柔软的机器人．他们完成的设备只有60微米厚——足够薄，可以卷起放入针头中进行植入。然而，植入后，由于微流体通道，该设备扩展到覆盖脊髓的很大区域。

“薄膜电子技术并不是什么新东西，但是加入液体腔体是我们的设备的独特之处——一旦进入患者体内，它就可以膨胀成桨型的形状，”Proctor说。

伍丁顿说:“我们早期的版本实际上非常薄，x光是看不见的，外科医生在给设备充气之前需要用x光来确认它们在正确的位置。”“我们添加了一些铋颗粒，在不增加太多厚度的情况下使其可见。设计一种设备是一回事，但将其应用于外科手术则是另一回事。”

研究人员在体外和人体尸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，并希望在两到三年内开始在患者身上进行测试。

“我们制造这个设备的方式意味着我们也可以加入更多的组件——我们可以添加更多的电极或把它做得更大，以覆盖更大的脊柱区域，提高精确度，”Barone说。“这种适应性可以使我们的SCS设备成为脊髓损伤、中风或帕金森氏症等运动障碍的潜在治疗手段。一种不需要侵入性手术的有效设备可以为很多人带来安慰。”

结果将在科学的进步．