Stymulacja nerwu błędnego

Stymulacja nerwu błędnego jest zatwierdzoną metodą leczenia padaczki lekoopornej dla osób, które nie kwalifikują się do operacji. Konwencjonalna metoda stymulacji polega na wszczepieniu elektrod w lewostronną gałąź szyjną nerwu błędnego w ścianie klatki piersiowej. Pobudzają one włókna gałęzi nerwu błędnego, dzięki czemu redukują częstość występowania napadów epilepsji o 50% u ponad 60% pacjentów, którzy zdecydowali się na ten rodzaj stymulacji. Wszczepienie elektrod jest jednak bardzo inwazyjnym zabiegiem, po którym mogą pojawić się liczne skutki uboczne. Należą do nich m.in.: infekcje miejsca zabiegu, łamanie się elektrod, przemijające porażenia strun głosowych oraz zaburzenia rytmu serca podczas stymulacji testowych. Podczas samej stymulacji również następują efekty niepożądane, takie jak: kaszel, chrypka, duszności i ból. Wynikają one z dwukierunkowej stymulacji włókien nerwowych w części szyjnej nerwu błędnego. Z tego powodu naukowcy opracowali metodę przezskórnej stymulacji nerwu. Pozwala ona przede wszystkim nie przeprowadzać inwazyjnego zabiegu.

Przezskórna stymulacja nerwu błędnego odbywa się dzięki oddziaływaniu na receptory skórne gałęzi usznej nerwu, a zatem elektrody znajdują się w innym miejscu niż w przypadku konwencjonalnej metody. Ten rodzaj stymulacji jest efektywny nie tylko u osób chorujących na epilepsję, ale również cierpiących na migreny, a nawet lekooporną depresję. Niesie on za sobą także efekty uboczne, jednak nie są one aż tak poważne, jak w przypadku wszczepianych elektrod. Należą do nich np.: podrażnienie skóry w miejscu elektrody, zawroty głowy, osłabienie oraz mdłości.

Wyzwania w rozwoju technologii przezskórnej stymulacji nerwu błędnego

Ze względu na stosunkowo nową technologię przezskórnej stymulacji istnieją jeszcze jej elementy, które należy udoskonalić. Najważniejszym z nich jest opracowanie metody, dzięki której ładunek elektryczny będzie wysyłany w taki sposób, aby pacjent nie odczuwał bólu. Ładunek musi być na tyle duży, aby pokonać barierę, jaką jest skóra. Ponieważ w ciele człowieka ładunek elektryczny jest przenoszony przez jony, musi on zostać na taki zmieniony. Dzieje się to w cienkiej warstewce wody, która jest obecna na powierzchni skóry. Znajdują się w niej takie jony, jak: H⁺, OH^-, Na⁺, K⁺ oraz Cl^-. Transformacja z ładunku elektrycznego na jonowy następuje w tzw. podwójnej warstwie Helmholtza, którą ładunki muszą pokonać, aby skutecznie oddziaływać później na nerw. Odbywa się to na dwa sposoby – odwracalnie i nieodwracalnie. Metoda odwracalna jest mało wydajna w porównaniu do metody nieodwracalnej, która polega na wykorzystaniu tunelowania kwantowego ładunków, możliwego po przekroczeniu pewnej wartości napięcia dekompozycji. Przykładane napięcie może jednak powodować, że pH potu na skórze będzie ulegało zmianie, co doprowadzi do podrażnień. Z tego względu proponowane są różne rozwiązania, mające na celu zmniejszenie napięcia dekompozycji. Aby to osiągnąć, stosuje się elektrody z różnych materiałów, zwiększa ich powierzchnię (np. przez pokrywanie ich powłokami o odpowiednich właściwościach) oraz wydłuża czas wysyłania ładunków. Wszystkie te aspekty należy dobrać do konkretnego pacjenta i jego otoczenia. Wpływ ma tu przede wszystkim budowa ucha i grubość skóry, ale również czynniki zewnętrzne, takie jak wilgotność powietrza. Dlatego powinno się przeprowadzić wiele badań i wziąć pod uwagę dużą ilość zmiennych, aby stworzyć odpowiedni aparat dla pacjenta, co z kolei wpływa na koszt takiego urządzenia.