Wissenschaft

Gehirn: Winziges Implantat soll Hirnkrankheiten behandeln

Forscher haben ein Implantat entwickelt, dass zur Heilung von Hirnkrankheiten eingesetzt werden könnte. Kaum dicker als ein Haar wird das Implantat ins Gehirn eingesetzt. Bestückt mit Medikamenten kann es diese auf Knopfdruck freigeben.

Das Implantat ermöglicht einen viel genaueren Einsatz von Medikamenten im Gehirn. (Foto: Flickr/ Allan Ajifo/CC by 2.0)

Das Implantat ermöglicht einen viel genaueren Einsatz von Medikamenten im Gehirn. (Foto: Flickr/
Allan Ajifo/CC by 2.0)

Die Blut-Hirn-Schranke ist eine wichtige Funktion zum Schutz des menschlichen Gehirns. Gleichzeitig erschwert sie jedoch die frühzeitige Erkennung von Gehirnerkrankungen wie Demenz und auch die Behandlung von Erkrankungen des Gehirns. Ein neues winziges Implantat soll hier nun Abhilfe schaffen. Forscher der Washington University of Medicine haben ein Implantat entwickelt, das nicht einmal so dick wie eine Haarsträhne ist.

Das Implantat selbst besteht aus vier kleinen Kammern, die mit einem entsprechenden Medikament befüllt werden können. Das Implantat wird dann ins Gehirn verpflanzt. Aufgrund der geringen Größe und des weichen Materials löst das Implantat den Wissenschaftlern zufolge keine Entzündungen im Gehirn hervor. Eine Schädigung  des Hirngewebes soll ebenfalls verhindert werden können.

Platziert im Gehirn des Patienten besteht zwischen dem Implantat und der Außenwelt eine drahtlose Verbindung. Wird von außen ein entsprechendes Signal gesendet, beginnen mikroskopisch kleine Pumpen am Implantat, das entsprechende Medikament in das Gewebe zu pumpen. Damit könnten die Ärzte Kopfschmerzen, Depressionen, Epilepsie und andere neurologische Erkrankungen behandeln.

Grundlage für die Entwicklung ist die vorangegangenen Forschung in der Optogenetik. Hierbei entwickelten die Wissenschaftler Zellen, die auf optische Reize wie Licht reagieren. Dabei gelang es ihnen beispielsweise, Dopamin produzierende Zellen so zu verändern, dass sie nach Erscheinen eines Lichtsignals tatsächlich Dopamin freisetzten. Ähnliches wollen die Forscher nun mit dem Implantat erreichen. Dann würde nämlich ein Lichtsignal ausreichen, um die im Implantat verwahrten Medikamente freizusetzen, sagt Michael R. Bruchas, Co-Leiter der Forschungsgruppe.

Therapien könnten so viel gezielter und mit weniger Nebenwirkungen zum Einsatz kommen. „Jetzt können wir ein Medikament buchstäblich per Knopfdruck liefern“, so Jordan G. McCall. In einer Studie hatten die Wissenschaftler das winzige Implantat an Mäusen getestet. Über dieses wurde in den Gehirnen der Mäuse ein neurostimulatives Medikament freigesetzt.

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