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Medizin: Sich selbst abbauender Sensor überwacht das Gehirn

Als wenn Operationen am Gehirn nicht schon gefährlich genug wären, muss dem Patienten nach der OP ein Gerät eingepflanzt werden, das wichtige Parameter wie etwa den Hirninnendruck überwacht. Diese Geräte stellen eine weitere Gefahrenquelle da, es besteht die Möglichkeit von Infektionen und Blutgerinnseln. Außerdem müssen die Geräte nach einigen Tagen auch wieder entfernt werden, was wiederum ein Risiko ist. Forscher der University of Illinois haben deshalb einen kleinen Sensor entwickelt, der sich im Gehirn langsam selber abbaut.

Bild: Rogers / University of Illinois

Bild: Rogers / University of Illinois

Abbaubare Sensoren messen Hirninnendruck

Mit der Erfindung der Forscher wäre die Notwendigkeit von Folgeeingriffen komplett eliminiert. Bisher wurde das Konzept des kleinen Sensors lediglich am Gehirn von Ratten getestet, könnte allerdings universell eingesetzt werden und Körperteile nach Operationen überwachen.

Das kleine Gerät besteht aus mehreren Sensoren, die nicht größer als ein Reiskorn sind und auf eine Silikon-Membran montiert wurden. Diese Sensoren sind in der Lage, sowohl Temperatur- als auch Druckveränderungen zu registrieren. Der Clou an der ganzen Sache: Einmal verpflanzt muss das Gerät nicht wieder entfernt haben, da es sich innerhalb des Körpers zu 100 Prozent und komplett harmlos abbauen lässt.

Dennoch bleibt der Eingriff minimalinvasiv, da doch noch ein Eingriff erforderlich ist: Die Sensoren werden über ebenfalls abbaubare Drähte an ein Gerät übertragen, dass bei den Ratten an deren Kopf befestigt war. Durch die hierfür erforderlichen Öffnungen im Kopf können auch weiterhin potenziell Mikroben in den Schädel eindringen und Infektionen verursachen.

Minimalinvasive Methode minimiert Risiken

Um die Methode noch weniger invasiv zu gestalten, entwarfen die Forscher ein weiteres Gerät, dass unter die Haut auf die Schädeldecke der Ratten implantiert wurde und die durch den Sensor gesammelten Daten drahtlos überträgt. Dieses ist nicht völlig abbaubar, aber dafür durch eine einfache, schnelle OP entfernbar. “We found it to be 85 percent resorbable in terms of materials content. We think we know how to eliminate the last 15 percent and are working towards making it 100 percent resorbable, but even the remaining material doesn’t seem to pose a significant risk as the device is only subdermal”, so John Rogers, der die Studie leitete.

Die Verbindung zu den Sensoren findet auch bei dieser Lösung noch durch abbaubare Drähte statt. In Testläufen stellte sich heraus, dass die implantierten Sensoren genauso effektiv arbeiten wie die aktuellen Standard-Lösungen. Die Sensoren übertragen über einen Zeitraum von drei Tagen Daten, was für die klinische Praxis völlig ausreichen wäre.

Der nächste Schritt wären Studien mit menschlichen Probanden. Ganz so weit ist das Team jedoch noch nicht. “Having used small animal models, the next step is to use larger models, and we think we’re on a pathway that will culminate in technology relevant for human application. In parallel, we’re attempting to overengineer the devices so that they can operate over longer timeframes”, so Rogers weiter. Klinische Studien am Menschen seien in zwei bis drei Jahren vorgesehen.

via IFLScience

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