Ekstra korte nanotråde bedst for hjernen

Hvis der i fremtiden indsættes elektroder i den menneskelige hjerne - enten i forskningsøjemed eller for at behandle sygdomme - kan det være hensigtsmæssigt at give dem et 'lag' af nanotråde, der kan gøre dem mindre irriterende for hjernevævet. Imidlertid, nanotrådene må ikke overstige en vis længde, ifølge ny forskning fra Neuronano Research Center ved Lunds Universitet i Sverige.

Sådan lyder konklusionen fra et forsøg, hvor langtidseffekterne af nanotråde af forskellig størrelse blev testet. Nanotrådene blev blandet i en saltvandsopløsning, der blev sprøjtet ind i hjernen på forsøgsdyr, og resultaterne blev sammenlignet med en injektion af saltvand alene.

Nanotrådene, der kun var 2 mikrometer lange, havde ikke større effekt på hjernevævet end den rene saltvandsopløsning, hvorimod nanotråde på 5 og 10 mikrometer forårsagede betændelse i det omgivende hjernevæv. Efter et år, der var også færre nerveceller tilbage i nærheden af ​​de længste nanotråde, hvilket tyder på, at de over tid havde haft en neurotoksisk effekt.

"Vi så også klumper af døde celler indeholdende nanotråde, især med de længere ledninger. Det er sandsynligvis immunsystemceller, der har forsøgt at neutralisere fremmedlegemet. Cellerne i immunsystemets 'rengøringspatruljer' er ofte op til 10 mikrometer i diameter. De er derfor ikke i stand til at omslutte de lange nanotråde og dø i processen", sagde Cecilia Eriksson Linsmeier.

Dr. Eriksson Linsmeier er forsker ved Neuronano Research Center, et tværfagligt center ved Lunds Universitet, hvor forskere i medicin, teknik og videnskab samarbejder om at udvikle elektroder, der kan indsættes i hjernen. Denne teknologi kan allerede nu hjælpe patienter med Parkinsons sygdom og epilepsi. Imidlertid, strømelektroder er ret store og stive, som over tid får arvæv til at dannes i hjernen, til gengæld reducerer elektrodernes evne til at påvirke nervecellerne. Forskerne ved Neuronano Research Center ønsker derfor at udvikle elektroder, der er både mindre og mere fleksible. De også

ønsker at forsyne elektroderne med en belægning af nanotråde, hvilket kunne give både en mere vævsvenlig overflade og bedre registrering af signaler fra nervecellerne. Imidlertid, det er vigtigt, at nanotrådene ikke beskadiger vævet, hvis de skulle knække af elektroden.

"Vi har undersøgt et worst case scenario, hvor nanotrådene brækker af fra elektroden og spredes gennem hjernevævet. For at fortsætte med forskning i hjerneimplantater, vi skal være i stand til at forhindre alle mulige bivirkninger", sagde Cecilia Eriksson Linsmeier.

Af samme grund, undersøgelsen fik lov til at fortsætte i usædvanlig lang tid. Effekten af ​​nanotrådene på dyrene blev undersøgt både tolv uger og et år efter injektionen af ​​nanotrådene i hjernen. I denne sammenhæng, et år er en ekstrem lang tidsramme - halvdelen af ​​en rottes levetid.

"Der sker en masse forandringer i hjernen, efterhånden som dyret ældes. Vi fandt også ud af, at de lange nanotråde havde visse effekter, som først sås efter et år. De korte nanotråde, på den anden side, ikke frembragte nogen åbenlyse skadelige virkninger hverken på kort eller lang sigt", sagde Dr. Eriksson Linsmeier.

Hun mener, at gruppens fund kan få betydning både for fremtidige elektroder og i andre sammenhænge, såsom udvikling af nanopartikler som lægemiddelbærere. Dette vil højst sandsynligt også kræve, at partiklerne er små nok til ikke at udløse et immunrespons.