新西兰研究者研发便携仪器 刺激迷走神经缓解慢性疼痛

新西兰奥克兰理工大学(Auckland University of Technology,AUT)健康专业学院研究员Ankit Parikh的新研究发现,刺激迷走神经可能为慢性疼痛治疗带来突破。

一些最有意义的科研之路,往往始于非常私人的问题。对我来说,这些问题源于失去亲人的经历。我的父亲因创伤性脑损伤(TBI)生活了十多年,最终于2018年因败血症去世。

2020年,我的母亲也因新冠(Covid-19)并发症及败血症去世。血液中毒与剧烈疼痛,再一次带来深深的失落。

母亲去世前不久,我了解到一种名为“经皮耳迷走神经刺激”(transcutaneous auricular vagus nerve stimulation,taVNS)的实验性疗法,当时正在美国的重症患者身上进行测试。

虽然这种疗法已经来不及帮助我的母亲,但taVNS作为败血症及慢性疼痛等多种病症的辅助治疗手段所具有的潜力,一直留在我心中,让这种技术变得更易获取,也成为我博士研究的核心方向。

慢性疼痛是指持续时间超过正常康复期的疼痛,在西方国家至少影响五分之一的成年人,常见例子包括长期背痛或颈痛、偏头痛、关节炎和纤维肌痛。在低收入国家,这一比例可能更高。

许多人表示这些病症困扰了他们数年甚至数十年。由于慢性疼痛会影响患者的健康、情绪和整体生活质量,最终造成数十亿计的医疗支出和生产力损失。

目前常用的治疗手段,例如止痛药,往往只能部分缓解症状,或伴有副作用和风险,限制了患者的耐受性和长期用药安全性。

非药物疗法或联合疗法通常效果较好,但由于资金和服务供给有限,患者获得这类治疗的机会并不多。因此,我们需要可在家中使用的替代方案来应对慢性疼痛。

这正是我的研究切入的方向。疼痛演变为慢性疾病,通常与大脑疼痛处理机制过度活跃、免疫系统失调以及身体应激反应过度等因素有关。

迷走神经就像大脑与身体多个主要器官之间的“通讯高速公路”。研究表明,taVNS通过对耳部表面的一条迷走神经分支施加短促电脉冲进行刺激,可以帮助调节疼痛、炎症反应以及身体的应激反应。

此外,初步实验显示,将刺激时间与呼气同步,能够增强taVNS的治疗效果。但此前相关研究因设备体积庞大,一直局限于实验室环境,难以推广。

因此,我着手研发一套便携系统,能够在呼气期间对耳部迷走神经进行刺激,让人们可以在家中使用这项技术。该系统包括可穿戴传感器、刺激器、定制刺激耳塞,以及一款可无线控制整套系统的手机应用程序。

在博士研究期间,我开展了两项临床研究。为了建立传感技术,我先与30名健康志愿者合作,确定最能准确监测呼吸和心跳活动的传感器,随后根据研究结果开发出原型机。

在第二项研究中,12名患有类风湿性关节炎的参与者在家中每天使用该原型系统20分钟,持续两周。他们还三次前往医院,接受血液样本采集,并回答有关疼痛和心理健康状况的问题。

结果令人振奋。参与者持续使用该设备,并反馈操作简便,未出现严重副作用。许多人还报告疼痛减轻、心理健康状况改善,血液中衡量炎症水平的标志物——肿瘤坏死因子-α(tumour necrosis factor-alpha)也出现下降。

这项研究证明,居家使用、与呼吸同步的非侵入式迷走神经刺激疗法安全且可行。目前这套原型系统已准备进入下一阶段:针对类风湿性关节炎及其他慢性疼痛患者开展长期居家临床试验。

这项技术有潜力成为一种无需药物、无需手术的疗法,不仅用于疼痛管理,也可用于改善心理健康和整体幸福感。

这项研究最初源于个人对更好治疗方式的探寻,如今正逐步迈向让创新医疗技术惠及最需要它的人群。