Biokompatible Unterlage ermöglicht bessere Kontakte für Stimulation mit Strompulsen

Hirnelektroden

Urbana (USA) - Mit feinsten Nadeln stechen heute Neurochirurgen in die Gehirne ihrer Patienten. So lassen sich mit elektrischen Pulsen Fehlfunktionen behandeln und epileptische Anfälle unterdrücken. Da unter dieser Methode auch lebendes Gewebe leidet, entwickelten amerikanische Wissenschaftler nun Areal mit Hirnelektroden auf einer Schicht aus Seide. Wie sie in der Fachzeitschrift "Nature Materials" erläutern, kann sich dieses dünne Material exakt an die Hirnfurchen anschmiegen.

"Diese Implantate haben das Potenzial, den Kontakt zwischen Elektrode und Hirngewebe zu optimieren und zugleich Schäden zu vermeiden", sagt Walter Koroshetz vom National Institute of Neurological Disorders and Stroke. Damit wissen die Materialforscher von der University of Illinois und ihre Kollegen aus China, dass sie mit ihrer Entwicklung auf dem richtigen Weg sind. Derzeit deponieren sie ihre Hirnelektroden zuerst auf einem dünnen Kunststofffilm. Überschüssiges Plastik ätzen sie weg, so dass nur noch ein filigranes Gitter aus Leiterbahnen übrig bleibt. Dieses setzen sie auf eine wenige Mikrometer dicke Schicht aus Seidenfasern.

Ihre Seidenelektroden setzten die Forscher zuerst auf detailgetreue Hirnmodelle. Dabei legte sich das flexible Material eng in die einzelnen Furchen, um einen optimalen elektrischen Kontakt zwischen Elektrode und Hirnzellen zu erlauben. Erste Tierversuche an Katzen zeigten, dass sich die Seidenschicht auflöste und nur noch die flachen Elektroden quasi am Hirngewebe klebten. Nervenpulse konnten so gezielt und weitaus effektiver elektrisch stimuliert werden als mit den derzeit etablierten Nadelelektroden.

Reif für die Anwendung an Epileptikern sind die Seidenelektroden allerdings noch nicht. Weitere Tierversuche und danach erste klinische Test müssen zuvor zeigen, dass die Nebenwirkungen möglichst gering sind. Im Erfolgsfall lockt jedoch eine schonendere Methode, um Hirnströme zu stimulieren.