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Flexibles, implantierbares Gerät könnte Schmerzsignale blockieren

Das Feld der Optogenetik - das genetisch kodierte Schalter verwendet, die Neuronen mit Licht ein- oder ausschalten - hat einen Schritt vorwärts gemacht; Wissenschaftler haben flexible implantierbare drahtlose Geräte entwickelt, die Schmerzsignale im Körper aktivieren und potenziell blockieren können, bevor sie ins Gehirn gelangen.
Die neuen drahtlosen Geräte wurden verwendet, um Schmerzen bei Mäusen zu aktivieren, aber die Forscher sagen, dass diese Technologie verwendet werden kann, um Schmerzen zu blockieren.
Bildnachweis: Gereau Lab / Washington University

Wissenschaftler, die zuvor Licht verwendet haben, um Nervenzellen in Tieren zu aktivieren, mussten die Tiere an Drähte befestigen, was ihre Beweglichkeit einschränkte.

Aber in einer neuen Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Natur BiotechnologieForscher der Washington University of Medicine in St. Louis, MO, und der University of Illinois haben auf Funktechnologie gebaut, um flexible Geräte zu schaffen, die unter die Haut implantiert werden können - ohne Batterien.

Sie hoffen, dass ihre Implantate eines Tages in verschiedenen Bereichen des Körpers verwendet werden, um Schmerzen zu blockieren, die mit anderen Therapien nicht behandelbar sind.

"Unser letztendliches Ziel ist es, diese Technologie einzusetzen, um Schmerzen an ganz bestimmten Orten zu behandeln, indem wir eine Art" Schalter "zur Verfügung stellen, um die Schmerzsignale lange vor dem Erreichen des Gehirns abzuschalten", sagt Studienautor Prof. Robert W. Gereau IV von das Schmerzzentrum der Universität Washington.

Er erklärt, dass solche Vorrichtungen zuvor an Knochen "verankert" werden mussten, während die neuen Vorrichtungen mit Nähten an Ort und Stelle gehalten werden.

Der Vorteil dieser neuen flexiblen Geräte, die microLED-Lampen enthalten, die bestimmte Nervenzellen aktivieren, besteht darin, dass sie Wissenschaftlern ermöglichen, mit Neuronen im Rückenmark oder an anderen Orten außerhalb des zentralen Nervensystems zu arbeiten.

"Die gleiche Technologie könnte verwendet werden, um Schmerzen zu blockieren"

Für ihre jüngste Studie experimentierten Prof. Gereau und Kollegen mit gentechnisch veränderten Mäusen mit lichtempfindlichen Proteinen an bestimmten Nervenzellen.

Um festzustellen, dass ihre Implantate den Schmerzweg in Nervenzellen unterbrechen können, löste das Team eine Schmerzreaktion mit Licht aus; Während die Mäuse durch ein bestimmtes Gebiet in einem Labyrinth gingen, aktivierten die Forscher die Geräte und verursachten Unannehmlichkeiten für die Mäuse. Als sie dann diesen Bereich verließen, schalteten die Geräte aus und lösten das Unbehagen.

Verständlicherweise lernten die Mäuse schnell, diesen bestimmten Teil des Labyrinths zu meiden.

Die Forscher erklären, dass, weil die kleineren Vorrichtungen flexibel sind und mit Nähten an Ort und Stelle gehalten werden können, sie potentielle Verwendungen um die Blase, den Magen, den Darm, das Herz oder andere Organe haben können.

Obwohl ihre Studie zeigte, dass ihre Geräte in der Lage sind, Mäusen Schmerzen zuzufügen, erklären sie, dass die gleiche Technologie jetzt verwendet werden könnte, um diese Schmerzsignale zu blockieren, was Hoffnung für Patienten mit derzeit nicht behandelbaren Schmerzen bietet.

Die Forscher kommentieren ihre Ergebnisse folgendermaßen:

"Wir demonstrieren die Stärke dieser Technologie, indem wir die periphere und spinale Schmerzschaltung modulieren und damit den möglichen weitverbreiteten Einsatz dieser Geräte in der Forschung und zukünftigen klinischen Anwendungen der Optogenetik außerhalb des Gehirns belegen."

Prof. Gereau und Kollegen erklären, dass sie ihre Implantate unter Berücksichtigung einfacher Herstellungsprozesse entworfen haben, die eine Massenproduktion ermöglichen; Somit könnten diese Vorrichtungen für andere Forscher leicht verfügbar gemacht werden.

Im August dieses Jahres, Medizinische Nachrichten heute berichtet über ein implantierbares Gerät, das den Körper der Maus nutzt, um Radiofrequenzenergie zu übertragen.

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