Nanowire biokompatibilitet i hjernen:Så langt så godt

Den biologiske sikkerhed ved nanoteknologi, med andre ord, hvordan kroppen reagerer på nanopartikler, er et varmt emne. Forskere ved Lunds Universitet i Sverige har for første gang formået at udføre vellykkede eksperimenter, der involverer indsprøjtning af såkaldte 'nanowires'.

I fremtiden forventes det, at det vil være muligt at indsætte nanoskalaelektroder for at studere indlærings- og hukommelsesfunktioner og til at behandle patienter, der lider af kroniske smerter, depression, og sygdomme som Parkinsons. Men det vides ikke, hvad der ville ske, hvis nanoelektroderne ville bryde væk fra deres kontaktpunkter.

Forskere ved Lunds Universitet har undersøgt dette 'worst case' ved at injicere nanotråde i rottehjerner. Nanotrådene ligner i størrelse og former registreringsknuderne for fremtidens elektroder. Resultaterne viser, at hjernen 'oprydder celler' (mikroglia), passe på ledningerne. Efter 12 uger blev der kun observeret mindre forskelle mellem hjernerne i testgruppen og kontrolgruppen. Resultaterne er offentliggjort i Nano bogstaver .

"Resultaterne indikerer, at dette er en mulig vej at forfølge i fremtiden. Nu har vi et bedre grundlag for at udvikle mere avancerede og mere nyttige elektroder end dem, vi har i dag, " forklarer Christelle Prinz, en videnskabsmand i faststoffysik ved Det Tekniske Fakultet (LTH), WHO, sammen med Cecilia Eriksson Linsmeier ved Det Medicinske Fakultet, er hovedforfatter til artiklen 'Nanowire biokompatibilitet i hjernen - På udkig efter en nål i en 3D-stak.'

Elektroder bruges allerede i dag til at modvirke symptomer på Parkinsons sygdom, for eksempel. Fremtidens nanoteknologi kan muliggøre raffineret og forbedret behandling og bane vejen for helt nye applikationer.

En fordel ved nanoskala-elektroder er, at de kan registrere og stimulere de mindste komponenter i hjernen. For at studere den biologiske sikkerhed - biokompatibiliteten - af disse elektroder, forskerne producerede først nanotråde, som derefter blev blandet ind i en væske, der blev sprøjtet ind i rottehjernerne. Et lige så stort antal rotter fik opløsningen uden nanotrådene. Efter 1, 6, og 12 uger, henholdsvis, forskerne så på, hvordan rottehjernerne reagerede på nanotrådene.

Forskningsprojektet drives af universitetets tværfaglige Neuronano Research Center (NRC), koordineret af Jens Schouenborg ved Det Medicinske Fakultet og finansieret af en Linnaeus-legat og Wallenbergfonden, blandt andre. Arbejdet har involveret forskere fra Det Medicinske Fakultet og fra Nanometer Consortium, instrueret af Lars Samuelson, LTH.

"Vi studerede to af hjernevævets støtteceller:på den ene side, mikroglia celler, hvis opgave er at 'rydde op' skrammel og smitsomme stoffer i hjernen og, på den anden side, astrocytter, som bidrager til hjernens helingsproces. Mikroglia 'åd' de fleste af nanotrådene. I uge 6 og 12 kunne vi se rester af dem i mikrogliacellerne, siger Nils Danielsen, en forsker hos NRC.

Antallet af nerveceller forblev konstant for test- og kontrolgrupper, hvilket er et positivt tegn. Den største forskel mellem test- og kontrolgruppen var, at førstnævnte havde en større astrocytreaktion efter en uge, men dette niveau faldt til sidst. I uge 6 og 12 var forskerne ikke i stand til at opdage nogen forskel overhovedet.

"Sammen med andre resultater og i betragtning af, at antallet af mikrogliaceller faldt over tid, resultaterne indikerer, at hjernen ikke blev beskadiget eller kronisk skadet af nanotrådene, " slutter Christelle Prinz.

Mere information: pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl902413x

Kilde:Svensk Forskningsråd (nyheder:web)