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Sensoren aus Silikon

Weiche Implantate können Gelähmten helfen, ihre Beine wieder zu bewegen.

31.01.2015 • 0 Kommentare

Dass Querschnittsgelähmte wieder laufen können, schien lange undenkbar. Bisher wurden Implantate vom Körper regelmäßig abgestoßen. Jetzt haben Forscher an Ratten ein neues Material getestet, das womöglich jahrelang im Körper bleiben könnte: im April 2014 berichteten Forscher von vier Patienten, denen sie Elektroden auf die Hirnhäute im Rückenmark transplantiert hatten. Anschließend konnten die Patienten ihre Beine wieder bewegen. Geheilt waren sie zwar nicht, hatten aber einen Teil ihrer Bewegungsfreiheit zurückgewonnen.

Eine Querschnittslähmung entsteht, wenn Nervenbahnen im Rückenmark durchtrennt werden, die Gehirn und Unterkörper verbinden. Die elektrischen Implantate können den Schaden überbrücken: auf Knopfdruck senden sie elektrische Impulse an die abgetrennten Nervenfasern und reaktivieren sie auf diese Weise. Mit Hilfe eines Trainings können Betroffene lernen, die Impulse zu nutzen, um ihre Gliedmaßen wieder gezielt zu bewegen. Noch befinden sich solche Behandlungen im experimentellen Stadium. Ein wesentliches Problem ist das Material: die Implantate sind zu hart. Wenn sich der Rücken bewegt, reiben sie am Nervengewebe. "Dadurch entstehen Entzündungen, und das Implantat wird nach kurzer Zeit abgestoßen", berichtet Stéphanie Lacour von der Ecole Polytechnique Fédérale im schweizerischen Lausanne. Die Implantate müssen dann wieder aus dem Körper entfernt werden.

Daher haben Lacour und ihre Kollegen nun ein weicheres und dehnbareres Material entwickelt und es an Ratten getestet. Es könnte elektrische Implantate für Hirn und Rückenmark deutlich haltbarer machen. Die sogenannte Electronic Dura Mater, wie Lacour und ihre Kollegen ihr Implantat nennen, besteht aus einer hauchdünnen Silikon-Schicht. Auf ihr verlaufen winzige Verbindungselemente aus Gold und weiche Elektroden, die mit einer Mischung aus Platin und Silikon überzogen sind. Die Elektroden lassen sich in alle Richtungen biegen und behalten dabei ihre Leitfähigkeit. Über ein nachgiebiges kleines Röhrchen kann das Implantat Botenstoffe ins Rückenmark oder Gehirn abgeben. "Das Implantat beinhaltet die Technik, um die Nervenfasern anzuregen, und ist gleichzeitig fast so weich wie echte Hirnhaut", erklärt Lacour. So könne sich das Implantat zusammen mit dem Gewebe bewegen, sind die Forscher überzeugt. Nach einem Härtetest, in dem sie die elektrische Hirnhaut gedreht und kräftig auseinandergezogen hatten, kamen sie zu dem Schluss, dass sie im menschlichen Körper fast zehn Jahre halten könnte.

Zunächst hatten die Wissenschaftler die Prothese gelähmten Ratten auf die dem Rückenmark aufliegenden Hirnhäute gepflanzt. Durch intensives Training konnten die Ratten lernen, die künstlich erzeugten Nervenimpulse in gezielte Bewegungen umzusetzen und wieder selbstständig zu laufen. Selbst sechs Wochen nach der Transplantation wurde das Implantat nicht abgestoßen, sondern funktionierte weiterhin. Bei Ratten, denen die Forscher herkömmliche Implantate eingesetzt hatten, zeigten sich dagegen bereits nach ein bis zwei Wochen Abwehrreaktionen. Versuche am Menschen gab es mit dem neuen Material bislang nicht. Es sei jedoch gut möglich, dass das Silikon gut verträglich sei, sagt Andreas Offenhäusser vom Forschungszentrum Jülich, der nicht an der Studie beteiligt war. Aus den Versuchen auf eine Haltbarkeit des Implantats von fast zehn Jahren beim Menschen zu schließen, hält er allerdings für gewagt. Neben dem möglichen Entzündungsrisiko sei unklar, ob die Elektronik diesen Zeitraum tatsächlich überlebt. Dennoch hält der Physiker die Studie für einen großen Fortschritt. Sie zeige, dass der Einsatz weicherer Materialien der richtige Weg sei. Die elektrische Hirnhaut komme sehr weit an die Eigenschaften der Hirnhaut heran, sei aber immer noch etwas härter. "Ich kann mir gut vorstellen, dass es noch weichere, geeignetere Materialien gibt", ist Offenhäusser überzeugt. Im nächsten Schritt wollen Lacour und ihre Kollegen die Technik über einen noch längeren Zeitraum und letztendlich am Menschen testen. Offenhäusser: "Dann wird sich herausstellen, wie groß das Potenzial für die medizinische Anwendung tatsächlich ist."

NUR / physio.de

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