Auflösen von Implantaten das Gehirn überwachen könnte eines Tages, Ratte Studie zeigt
Winzige, kabellos, elektronische Implantate, die schmelzen im Körper eines Tages Ärzte überwachen des Gehirns helfen könnte, schlägt neue Forschung in Ratten.
Ähnliche Geräte an anderer Stelle im Körper, möglicherweise als eine Möglichkeit, Medikament auf Zielregionen zu bringen verwendet werden könnten, sagte der Wissenschaftler in der Studie.
Elektronische Implantate können jetzt helfen, alles nach einem Herzinfarkt, Schädel-Hirn-Verletzungen zu behandeln. Zum Beispiel können Herzschrittmacher helfen das Herz richtig schlägt, während Patienten für potenziell gefährliche Schwellung und Druck im Gehirn Gehirn Sensoren überwacht werden können. [5 verrückte Technologien, die Biotechnologie revolutioniert werden]
Jedoch sagen standard permanente elektronische Implantate Risiken für Patienten darstellen können, weil diese Geräte Sites der Infektion werden können, Forscher. Solche Beschwerden können Immunreaktionen auslösen und Komplikationen im Zusammenhang mit deren operative Entfernung zur Folge.
Nun haben Wissenschaftler mit Ratten entwickelt neue Implantate, die überwachen können Gehirn-Aktivität und dann auflösen oder "resorbieren," ein paar Wochen nach der Implantation.
"Wir sind aufgeregt, weil diese Arbeit ein neuartiges implantierbares elektronisches Gerät mit eine wichtige Besonderheit zeigt – komplette Bioresorbierbarkeit – das eröffnet viele Möglichkeiten für seinen Gebrauch bei der Verbesserung der gesundheitlichen Folgen für die Patienten," Live Science sagte Senioren-Autor John Rogers, Wissenschaftler an der University of Illinois at Urbana-Champaign, Materialien zu studieren.
Die Forscher entwickelten Silizium-basierten Sensoren, jeweils etwa die Größe eines Reiskorns (bis zu 0,2 Zoll oder 6 Millimeter lang). Diese Geräte bestehen aus extrem dünnen Blechen aus Silizium, die sind natürlich biologisch abbaubar und können aufzeichnen, Druck und Temperatur – entscheidende Dinge nach einer Hirn-Trauma oder Operation zu überwachen – über so genau wie herkömmliche Überwachungseinrichtungen, sagte der Forscher.
Biologisch abbaubare Drähte aus ein metallisches Element genannt Molybdän und schließen diese Sensoren an Kopf montiertes Fremdgeräte, Relais-Sensor-Daten nach außen. Die Sensoren und Kabel schließlich vollständig auflösen und harmlos in der Flüssigkeit in das Gehirn und Rückenmark, genannt Liquor cerebrospinalis, erklären die Forscher.
"Solcher Systeme haben Potenzial in einer Reihe von klinischen Praktiken, wo therapeutische oder Überwachung Geräte implantiert werden oder eingenommen, eine anspruchsvolle Funktion ausführen, und dann ebenso harmlos in den Körper, nachdem ihre Funktion nicht mehr notwendig ist", sagte Rogers in einer Erklärung.
In Experimenten an Ratten konnte die Sensoren für bis zu drei Tage Dauerbetrieb. Rogers und seine Kollegen festgestellt, dass Patienten mit Schädel-Hirn-Verletzungen in der Regel für mehrere Tage nach ihrer Verletzung überwacht werden. Die Wissenschaftler nun ihre Geräte verbessern sind, so dass sie für ein paar Wochen statt nur ein paar Tage arbeiten können, sagte Rogers.
"Die ultimative Strategie ist es, ein Gerät zu haben, die Sie platzieren können, im Gehirn oder in anderen Organen im Körper, die vollständig eng verbunden mit der Orgel, die Sie überwachen möchten und können übertragen Signale drahtlos an Informationen über die Gesundheit der Orgel implantiert ist, so dass Ärzte zu intervenieren, falls erforderlich, um größere Probleme zu verhindern," Co-Autor Rory Murphy zu studieren , ein Neurochirurg an der Washington University School of Medicine in St. Louis, sagte in einer Erklärung. "Nach der kritischen Periode, die Sie eigentlich überwachen möchten, wird es entfernt auflösen und verschwinden."
Die Wissenschaftler festgestellt, dass die externen Sender nach wie vor eine Quelle der Infektion sein könnte. Um dieses Problem zu überwinden, entwickelt sie einen implantierbaren Sender ca. 0,6 Zoll (1,5 cm) breit, oder etwa die Größe einer Briefmarke, das erfordert keine Verdrahtung durch die Haut. Dieses Implantat ist noch nicht vollständig auflösbare – der Körper kann nur etwa 85 Prozent davon resorbieren — aber neuere Forschungen von Rogers und seine Kollegen vermuten lässt, dass sie es vollständig biologisch abbaubar bilden konnten, sagte Rogers.
Die Forscher sind in Richtung zu klinischen Studien am Menschen für ihre Geräte. Sie wollen auch noch mehr Funktionen auf diese Implantate, wie z. B. Bewegungserkennung oder Säure Überwachung hinzufügen.
Darüber hinaus "In naher Zukunft, wir glauben, dass es therapeutische Funktion, z. B. elektrische Stimulation oder Drug-Delivery, in die gleichen Systeme unter Beibehaltung des wesentlichen bioresorbierbaren Charakters einbetten möglich" Rogers sagte in einer Erklärung. Zukünftige Forschung zu noch kleineren Geräten führen könnten, wie Mikrochips in den Jahrzehnten geschrumpft sind, hinzugefügt Rogers.
Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert Online-Jan. 18 in der Zeitschrift Nature.
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