Ingen sukkerbelægning, men sød ikke desto mindre

Komplekse neuroteknologiske anordninger er nødvendige for direkte at vælge og påvirke hjernebølger inde i kraniets indre. Selvom det er blevet relativt let at implementere enhederne, forskere står stadig over for udfordringer, når de forsøger at holde dem kørende korrekt i levende organismer over tid. Men det kan ændre sig nu, takket være en ny metode fra Freiburg.

Et forskerhold kunne skabe en mikroprobe, der vokser ind i neuralt væv uden betændelse og ved hjælp af en medicinsk belægning. Selv efter tolv uger er det stadig i stand til at levere stærke signaler. Nu hvor sådanne implantater ikke længere skal udskiftes så ofte, de er i stand til at åbne dørene for bedre diagnoser og samtidig gøre livet lettere for de kronisk syge - f.eks. Parkinsons patienter, der skal behandles med hjernestimuleringsmetoder. Undersøgelsen er vist i tidsskriftet Biomaterialer og er baseret på gruppens tidligere forskning om ledende og absorberende plast.

Mikrosystemingeniøren Christian Böhler fra Dr. Maria Asplunds junior forskergruppe i Cluster of Excellence BrainLinks-BrainTools, Prof. Dr. Thomas Stieglitz, formand for biomedicinsk mikroteknologi ved Institute for Microsystem Technology og prof. dr. Ulrich G. Hofmann, sektionen for neuroelektroniske systemer på Neurologisk afdeling på Universitetshospitalet Freiburg har deltaget i forskningen. "Efter et stykke tid, immunsystemet har en tendens til at behandle de fleste af de tovejs neurale implantater - det vil sige dem, der implanteres til måling og stimulering samtidigt - som et fremmedlegeme. Det er grunden til, at deres funktionalitet bliver så begrænset. Efter et par uger afgiver de næsten ingen signaler overhovedet, "siger Böhler. Den yngre forskningsgruppe har vist, at fleksible mikroprober fremstillet af såkaldte polyimider giver tydelige fordele i forhold til implantater af silicium, for eksempel. "På samme tid, der kan opstå inflammatoriske reaktioner, der gør elektroderne ubrugelige, eller som i sidste ende fører til fjernelse af implantatet, "tilføjer Asplund. I deres undersøgelse har forskerne viser, at baseret på en dyremodel, disse bivirkninger kan forsinkes længere ved at bruge en særlig belægning på elektroderne placeret på polyimidimplantatet.

Elektrodernes belægning er fremstillet af polymer PEDOT, der absorberer medicin og, ved anvendelse af negativ spænding, frigiver det igen - i dette tilfælde, den antiinflammatoriske forbindelse dexamethason. "På denne måde, vi kan hælde medicinen direkte rundt om implantatet, regulere doseringen og bestemme den tid det administreres, "forklarer Böhler. Sammenlignet med traditionelle metoder til administration af lægemidler, en meget lavere dosis kan bruges. Det gør det også muligt at begrænse virkningerne til et specifikt område. På den måde, uønskede bivirkninger fra medicinen kan reduceres. Allerede i begyndelsen af ​​2016 viste teamet, at PEDOT har ideelle egenskaber som lægemiddelbærer.

"Vi er i stand til at forstærke de fleksible mikroprobes overlegne natur i forhold til andre designs med vores undersøgelse, "Asplund opsummerer. Implantatet fra Freiburg -mikrosystemteknologien holder endda længere sammen:" Vi står foran et gennembrud i en ny generation af neuronale grænseflader. Vi kan endelig bygge mikroprober med en længere holdbarhed gennem vores belægningsmetode. "Det er Böhler sikker på. Mange flere lovende veje til langsigtede behandlinger med, for eksempel, dyb hjernestimulering kan udforskes med dette system. Patienter, hvis nervesystem ikke kun kræver regelmæssig stimulering, men også tætte målinger og overvågning, såsom dem med Parkinsons eller epilepsi samt mennesker med tvangslidelser eller alvorlig depression.