Biologisch abbaubare Elektroden fördern neuronale Reparatur

TORONTO / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine neue Entwicklung in der Neurotechnologie könnte die Behandlung neurologischer Erkrankungen revolutionieren. Forscher der Universität Toronto haben flexible, biologisch abbaubare Elektroden entwickelt, die in der Lage sind, neuronale Vorläuferzellen im Gehirn zu stimulieren. Diese Innovation bietet eine sicherere und präzisere Alternative zur neuronalen Reparatur, da die Elektroden nach sieben Tagen auf natürliche Weise aufgelöst werden und somit keine chirurgische Entfernung erforderlich ist.

Die jüngste Entwicklung in der Neurotechnologie verspricht eine bedeutende Verbesserung der Behandlungsmöglichkeiten für neurologische Erkrankungen, die weltweit eine der Hauptursachen für Behinderungen darstellen. Forscher der Universität Toronto haben flexible, biologisch abbaubare Elektroden entwickelt, die neuronale Vorläuferzellen (NPCs) im Gehirn stimulieren können. Diese Elektroden bieten eine präzise und sichere Methode zur Förderung der neuronalen Reparatur, da sie nach sieben Tagen auf natürliche Weise aufgelöst werden und somit keine chirurgische Entfernung erforderlich ist.

Die Elektroden bestehen aus von der FDA zugelassenen Materialien, die sowohl biokompatibel als auch mit einstellbaren Abbauraten ausgestattet sind. Die Wahl fiel auf Poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA) für das Substrat und die Isolationsschicht, da es eine vorhersehbare Abbaurate aufweist und minimale entzündliche Reaktionen hervorruft. Molybdän wurde aufgrund seiner Haltbarkeit und langsamen Auflösung als Elektrodenmaterial ausgewählt, was für die strukturelle Integrität während der einwöchigen Stimulation entscheidend ist.

In präklinischen Modellen zeigten die Elektroden die Fähigkeit, NPCs effektiv zu stimulieren, ihre Anzahl und Aktivität zu erhöhen, ohne signifikante Gewebeschäden oder Entzündungen zu verursachen. Diese Tests bestätigten die Sicherheit und Wirksamkeit der Elektroden für die neuronale Reparatur innerhalb des vorgesehenen Zeitrahmens. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift Biomaterials veröffentlicht.

Die Forscher planen, diese Technologie weiterzuentwickeln, indem sie multimodale, biologisch abbaubare Elektroden schaffen, die Medikamente und Gentherapien an das verletzte Gehirn abgeben können. Diese Erweiterung könnte das therapeutische Potenzial erheblich steigern und die Behandlungsmöglichkeiten für Patienten mit neurologischen Erkrankungen erweitern.

Die Aktivierung von neuronalen Vorläuferzellen hat sich als vielversprechend erwiesen, um die begrenzten Behandlungsmöglichkeiten für neurologische Störungen zu erweitern. Bestehende Methoden wie die transkranielle Gleichstromstimulation sind oft ungenau und können Gewebeschäden verursachen. Die von den Forschern der Universität Toronto entwickelten Elektroden bieten hingegen eine präzise, sichere und temporäre Stimulation, die keine nachträglichen chirurgischen Eingriffe erfordert.

Die Integration von Medikamenten- und Gentherapien in diese Elektroden könnte die Behandlung von Schlaganfällen und anderen neurologischen Erkrankungen revolutionieren. Erste Daten zeigen, dass die Aktivierung von Gehirnstammzellen mit diesen elektrischen Stimulationseinrichtungen die funktionellen Ergebnisse in einem präklinischen Schlaganfallmodell verbessert.

Diese Innovation könnte nicht nur die Behandlungsmöglichkeiten für neurologische Erkrankungen erweitern, sondern auch neue Wege für die Entwicklung sicherer und effektiverer medizinischer Geräte eröffnen. Die Kombination aus biologischer Abbaubarkeit und präziser Stimulation könnte in Zukunft eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung neuer Therapien spielen.