美國研究人員進行了關于使用激光抑制疼痛的前瞻性方法研究:或使用激光在受傷局部釋放麻醉藥，或使用激光阻止疼痛信號。
美國波士頓兒童醫院以及麻省理工學院（MIT）的研究人員通過上述方法進行的前臨床試驗，或許可以解決疼痛醫學領域的主要難題：如何為患者提供外科、創傷性或慢性疼痛的局部以及人性化控制。
美國波士頓兒童醫院內科醫生以及該醫院生物材料和藥物實驗室（LBDD）主任Daniel Kohane表示：“目前治療術后疼痛主要依靠全身性鎮痛藥，尤其是麻醉劑；但是這些藥物往往會帶來副作用。我們的目標是研發出一種疼痛控制法，一旦需要就能被觸發。”
兩種方法都要用到河豚毒素脂質微球注射液、有效的局部麻醉以及能夠產生穿透人體組織而不造成任何直接傷害的近紅外（NIR）聚焦光束的激光器。
其中一種方法中使用的微球還包含了一種光增敏劑，當暴露于激光束時會產生活性氧分子。
另外一種方法中使用的微球嵌入了金納米棒，被激光瞄準時會立即發熱。
在暴露于激光束時，兩種方法中使用的微球表面都會變得可滲透，從而允許藥物分離。一旦關閉了激光器，微球就會重新密封起來，從而將膠囊剩余藥物保存起，為下一次觸發做好準備。
在第一種試驗中，MIT材料科學與工程系以及LBDD碩士研究生Alina Rwei，通過在老鼠坐骨神經（坐骨神經能將疼痛從下肢傳遞到大腦）附近注射光敏劑微球來抑制其后肢疼痛，同時測試它在熱源中的反應。
該團隊發現，他們可以通過改變注入的微球暴露在激光束的頻率和時長以及激光束的強度來控制疼痛阻滯的程度和持續時間。例如，他們發現通過用激光不斷觸發微球，可以將疼痛信號抑制約24小時。他們還發現，在注射之后，微球觸發時間可以長達2天。
Rwei指出：“該系統的光敏性非常高，因此只需要相對低的光劑量就能觸發麻醉劑的釋放。這樣就可以繼續深入組織內部而對不會對組織結構造成任何損壞。”
在第二個試驗中，Alina Rwei的同事Changyou Zhan，直接將含有河豚毒素和右美托咪啶（延長了河豚毒素的效果）金納米棒改良的微球注射到老鼠的腳掌，并測試了它的機械致痛反應。相比Rwei的試驗，Zhan發現他們能夠通過不斷將老鼠已經注射了納米微球的爪子暴露到NIR激光中，可以控制疼痛觸發長達五天。
Zhan表示：“通過將兩種藥物同時注入同一實驗對象，并且通過激光同時觸發兩種藥物的釋放，我們可以延長局部麻醉的時間并增加麻醉強度。”
在兩種研究方法中，都沒有發現由激光、微球或河豚毒素造成組織損傷跡象。
研究人員指出，兩種研究方法都需要改進和優化。Kohane設想了病人在未來將接受麻醉微球注射，并通過激光設備送回家的美好景象。如果出現不適，病人將通過激光觸發麻醉劑釋放，直到她/他的疼痛達到正常水平。
兩項研究都獲得了國立綜合醫學研究所的支持。美國波士頓兒童醫院技術發展和創新辦公室對這兩項技術都進行了專利申請。
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