Safe Direct Current Stimulator (SDCS) technology for blocking chronicperipheral pain
用于缓解慢性外周疼痛的安全直流刺激器 (SDCS) 技术
基本信息
- 批准号:10610959
- 负责人:
- 金额:$ 53.46万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-04-15 至 2025-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Action PotentialsAddressAgonistAnesthesia proceduresAnimal ExperimentsAnimal ModelAnimalsArtificial ImplantsBehaviorBehavioralBiologicalCaliberChargeChronicCochlear ImplantsDataData SetDevicesEffectivenessElectrodesElectronicsElectrophysiology (science)EsthesiaFiberFutureGoalsImageImplantInjectionsInterventionIon ChannelIon Channel GatingLeadLigationLongevityMeasurementMetalsMethodologyMethodsMicrofluidicsModelingMovementMusMuscleNerveNerve BlockNervous SystemNeuronsNociceptionNociceptorsPacemakersPainPain managementPerformancePeripheralPeripheral NervesPhasePhysiologic pulseRattusResearchSafetySodium ChannelSpinalSpinal CordSpinal GangliaSpinal nerve structureSystemTechnologyTestingTherapeuticVertebral columnWorkantagonistawakebehavioral studychronic painchronic pain managementdeep brain stimulatordesignexperimental studyhistological studiesimprovedin vivominiaturizemyelinationnerve injuryneuralneural prosthesisneuroregulationnew technologypain inhibitionpain modelpain sensationpain signalpainful neuropathypredictive modelingretina implantationsciatic nervesexside effectspared nervetechnology developmentvoltage
项目摘要
Project Summary
The central goal of this project is to advance the therapeutic applications and the potential for using ionic
direct current to interact with the nervous system. Direct current (DC) compared to biphasic charge balanced
pulses normally used by neural prostheses to interface to the nervous system, can more naturally control neural
activity. Unlike biphasic current pulses used to excite neurons, DC can excite, inhibit, and modulate sensitivity
of neurons. While DC can be used for short durations to interact with the nervous system, chronic use of this
stimulation paradigm for implantable prosthetic applications has not been possible due to the DC’s inherent
violation of the charge injection safety constraints at the metal electrode interfaces. New technology, safe direct
current stimulation (SDCS) overcomes these constraints and opens an additional avenue for research into
exciting possibilities of using DC to interface to the nervous system.
We will optimize the use of ionic DC to improve the performance of chronic pain suppression. Chronic
pain suppression requires inhibiting pain carrying neurons from conducting action potentials. We obtained
preliminary data in an anesthetized rat model showing that safe DC neural block at the sciatic nerve could
suppress pain signals from propagating to the spinal cord, but allow normal propagation of sensation and muscle
movement.
Here we propose to understand the mechanism behind safe DC modulation of pain signals through
anesthetized mouse and rat experiments. We will conduct the behavioral experiments to understand the
effectiveness of this technology for addressing chronic pain in an awake animal. We will also conduct histological
studies to investigate the biological impact of the therapy. Finally, we will advance the SDCS technology by
identifying and solving the key technical challenges with a miniaturized and implantable SDCS.
Aim 1. Examine the mechanism of the iDC effect on suppression of nociceptive pain.
Aim 2. Examine the effects and underlying mechanisms of iDC on neuropathic pain signals.
Aim 3. Behavioral experiments to study iDC for inhibition of neuropathic pain.
Aim 4. Implantable SDCS technology development.
项目概要
该项目的中心目标是推进治疗应用和使用离子的潜力
与双相电荷平衡相比,直流电与神经系统相互作用。
神经假体通常使用脉冲来连接神经系统,可以更自然地控制神经
与用于兴奋神经元的双相电流脉冲不同,直流电可以兴奋、抑制和调节敏感性。
虽然 DC 可用于短期与神经系统相互作用,但长期使用它。
由于 DC 固有的特性,植入式假肢应用的刺激范例一直不可能实现。
突破金属电极界面电荷注入安全限制新技术,安全直接。
电流刺激(SDCS)克服了这些限制,并为研究开辟了一条新途径
使用 DC 与神经系统连接的令人兴奋的可能性。
我们将优化离子 DC 的使用,以提高慢性疼痛抑制的性能。
疼痛抑制需要抑制携带疼痛的神经元传导动作电位。
麻醉大鼠模型的初步数据表明,安全的坐骨神经直流神经阻滞可以
抑制疼痛信号传播到脊髓,但允许感觉和肌肉的正常传播
移动。
在这里,我们建议通过以下方式了解疼痛信号安全直流调制背后的机制:
我们将进行麻醉小鼠和大鼠实验来了解。
该技术对于解决清醒动物慢性疼痛的有效性我们还将进行组织学研究。
最后,我们将通过研究来调查该疗法的生物学影响。
通过小型化和植入式 SDCS 识别并解决关键技术挑战。
目标 1. 检查 iDC 抑制伤害性疼痛的作用机制。
目标 2. 检查 iDC 对神经性疼痛信号的影响和潜在机制。
目标 3. 通过行为实验研究 iDC 抑制神经性疼痛的作用。
目标 4. 植入式 SDCS 技术开发。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Cuff Lead for Delivering Ionic Direct Current (iDC) to Block Neural Activities of Sciatic Nerve.
用于输送离子直流电 (iDC) 以阻断坐骨神经神经活动的袖带导线。
- DOI:10.1109/embc40787.2023.10340183
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Cheng,C;Foxworthy,GE;Fridman,GY
- 通讯作者:Fridman,GY
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Gene Yevgeny Fridman其他文献
Gene Yevgeny Fridman的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Gene Yevgeny Fridman', 18)}}的其他基金
Safe Direct Current Stimulator (SDCS) technology for blocking chronic peripheral pain
用于缓解慢性外周疼痛的安全直流刺激器 (SDCS) 技术
- 批准号:
9885600 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
Safe Direct Current Stimulator (SDCS) technology for blocking chronicperipheral pain
用于缓解慢性外周疼痛的安全直流刺激器 (SDCS) 技术
- 批准号:
10408687 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
Safe Direct Current for Neuroprosthetic Applications
用于神经修复应用的安全直流电
- 批准号:
9052334 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
Safe Direct Current for Neuroprosthetic Applications
用于神经修复应用的安全直流电
- 批准号:
9765416 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
Stimulation model and experiments for a vestubular prosthesis.
前庭假体的刺激模型和实验。
- 批准号:
7614826 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
Stimulation model and experiments for a vestubular prosthesis.
前庭假体的刺激模型和实验。
- 批准号:
7673322 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
相似国自然基金
时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
- 批准号:61906126
- 批准年份:2019
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
- 批准号:41901325
- 批准年份:2019
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
- 批准号:61802133
- 批准年份:2018
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
- 批准号:61802432
- 批准年份:2018
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
- 批准号:61872252
- 批准年份:2018
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
High content analgesic screening from human nociceptors
从人类伤害感受器中筛选高含量镇痛剂
- 批准号:
10578042 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
The Effects of Aging and Microglia Dysfunction on Remyelination
衰老和小胶质细胞功能障碍对髓鞘再生的影响
- 批准号:
10603320 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
Defining sex differences in GABA regulation of dopamine release in cocaine use disorder
定义可卡因使用障碍中 GABA 调节多巴胺释放的性别差异
- 批准号:
10693879 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
Investigating molecular mechanisms and function of tanycyte-derived neurogenesis in the postnatal hypothalamus
研究出生后下丘脑单胞衍生神经发生的分子机制和功能
- 批准号:
10676116 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别:
Defining sex differences in GABA regulation of dopamine release in cocaine use disorder
定义可卡因使用障碍中 GABA 调节多巴胺释放的性别差异
- 批准号:
10607079 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 53.46万 - 项目类别: