Forschern der Universität Lund und der Universität Göteborg ist es gelungen, temporäre organische Elektroden zu entwickeln, die sich nahtlos in biologische Systeme integrieren lassen. Die jetzt in Nature Communications veröffentlichte Methode eröffnet eine Zukunft, in der Bioelektronik ohne Operation in den Körper implantiert und entfernt werden kann.
Elektrotherapie ist eine medizinische Behandlungsmethode, bei der elektrische Ströme zur Stimulation des Körpergewebes und des Nervensystems eingesetzt werden. Diese Behandlung wird üblicherweise bei chronischen Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit oder Herzrhythmusstörungen eingesetzt. Allerdings gibt es viele nichtchronische Erkrankungen wie Krebs und Nervenverletzungen, die von einer Elektrotherapie profitieren können. Die Herausforderung besteht darin, dass ein chirurgischer Eingriff erforderlich ist, um die für die Behandlung erforderlichen Elektroden zu platzieren. Bei empfindlichen Geweben wie dem Gehirn ist dies oft ein sehr komplexer Eingriff.
„Stattdessen haben wir eine Technologie entwickelt, bei der eine Lösung von Nanopartikeln mit einer Nadel in das Gewebe injiziert wird, etwa so groß wie ein menschliches Haar. Diese Partikel bestehen aus kleinen Molekülketten (Polymeren), die sich dann selbst zu einem leitfähigen Material organisieren.“ Struktur und Integration in die Körperzellen“, erklärt Roger Olson, Professor für chemische Biologie und Arzneimittelentwicklung an der Universität Lund, der auch ein Chemielabor an der Universität Göteborg leitet.
Dieser Ansatz unterscheidet sich von herkömmlichen Methoden dadurch, dass er minimalinvasiv ist. Darüber hinaus zerfallen die Partikel nach der Behandlung und verlassen den Körper, sodass keine chirurgische Entfernung erforderlich ist. Die sich bildenden Elektroden decken größere Flächen ab als die heute verwendeten Metallelektroden und machen die Behandlung dadurch effektiver.
Unsere Arbeit integriert auf natürliche Weise Elektronik und biologische Systeme und eröffnet Behandlungsmöglichkeiten für schwer zu behandelnde nichtchronische Krankheiten. In dieser Studie haben wir Zebrafische verwendet, die ein hervorragendes Modell für die Untersuchung organischer Elektroden in Gehirnstrukturen darstellen.“
Martin Hjort, Forscher an der Universität Lund und Erstautor der Studie
Quelle:
Zeitschriftenreferenz:
hjort, m, et al. (2023). In-situ-Zusammenbau resorbierbarer organischer Bioelektronik im Gehirn. Naturkommunikation. doi.org/10.1038/s41467-023-40175-3.
