Das Gehirn ist die Schaltzentrale des Körpers. Deshalb ist es umso wichtiger, dass das Organ vor äußeren Einflüssen geschützt wird. Ein wichtiger Schutzmechanismus des Gehirns ist die Blut-Hirn-Schranke. Sie verhindert, dass toxische Stoffe aus dem Blutkreislauf ins Gehirn übertreten können. Der Nachteil an der Sache: Wenn im Gehirn mal etwas schief läuft, ist es unfassbar schwer, Medikamente durch die Hirn-Blut-Schranke an den Ort des Geschehens zu bringen. Ein neuartiges Implantat soll dieses Problem nun lösen.


Gehirnareale
Foto: brain lobes, Allan Ajifo, Flickr, CC BY-SA 2.0

Hauchdünnes Implantat im Hirn

Ein Team der Washington University School of Medicine rund um Jordan McCall hat ein kleines Implantat entwickelt, das nicht dicker als eine Haarsträhne ist und mit Medikamenten bestückt werden kann. Das Implantat kann in das Gehirn eines Patienten verpflanzt werden und dann auf Befehl, der über eine drahtlose Verbindung übermittelt wird, das jeweilige Medikament freigeben. “Now, we literally can deliver drug therapy with the press of a button. We’ve designed it to exploit infrared technology, similar to that used in a TV remote”, so Jordan McCall in einem Statement.

Das Implantat besteht aus vier Kammern, in die das jeweilige Medikament gefüllt wird. Mikroskopische Pumpen sind dafür zuständig, den Stoff bei Empfang eines entsprechenden Signals in das umliegende Gewebe zu pumpen. Das Gerät besteht aus einem weichen Material, sodass das Hirngewebe nicht beschädigt oder eine Entzündungsreaktion hervorgerufen wird. Das kleine Implantat wurde nach der Konstruktionsphase in einer Studie mit Mäusen getestet, in deren Hirnen mit Hilfe des Geräts ein neurostimulatives Medikament freigesetzt wurde.


Optogenetische Komponente für zielgerichteten Medikamenteneinsatz

Die Forscher experimentierten mit ihrem Implantat auch im Bereich Optogenetik. Sie konstruierten spezielle Zelltypen, die auf optische Reize mittels bestimmter Lichtwellen reagierten. Indem sie diese Methode auf Zellen anwendeten, die Domamin produzierten, gelang es ihnen, mittels Lichtsignale das Stimulans freizusetzen. Die Gruppe hofft, in Zukunft Medikamente im Hirn mit Licht aktivieren zu können. “In the future, it should be possible to manufacture therapeutic drugs that could be activated with light. With one of these tiny devices implanted, we could theoretically deliver a drug to a specific brain region and activate that drug with light as needed. This approach potentially could deliver therapies that are much more targeted but have fewer side effects”, so Michael Bruchas, ein Co-Autor der Studie.

Ultimativ wollen die Wissenschaftler mit ihrer Methode Neurone Schaltungen beeinflussen können, die für Schmerz oder Depressionen zuständig sind.

via IFLScience

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