"Diese Implantate haben das Potenzial, möglichst guten Kontakt zwischen Elektroden und Gewebe zu sichern und gleichzeitig Schäden am Gehirn zu minimieren", sagt Walter Koroshetz, stellvertretender Leiter des National Institute of Neurological Disorders and Stroke. Dazu setzen die Wissenschaftler auf eine biokompatible Seide als Trägermaterial für die Elektronik. Die Technologie könnte unter anderem die Überwachung und Behandlung epileptischer Anfälle verbessern oder dazu dienen, eine Reizleitung bei Rückenmarksverletzungen zu ermöglichen.

Ziel der Forscher war es, eine möglichst gute Passform der elektronischen Implantate zu erreichen, aber gleichzeitig ein Minimum an Gewebeschäden zu sichern. Letzteres wird unter anderem dadurch erreicht, dass die 500 Mikrometer dicken Metallelektroden keine scharfen Kanten aufweisen und die Implantate keine steifen Oberflächen haben. Durch die genutzte Seide werden zudem Entzündungen vermieden und das Trägermaterial kann so gestaltet werden, dass es sich praktisch unmittelbar nach der Einpflanzung auflöst.

Außerdem ist die Seide so flexibel, dass sie das passgenaue Anlegen der Elektronik an die Gehirnoberfläche unterstützt. Davon verspricht sich das Team nicht nur einen besseren elektrischen Kontakt, sondern auch eine größere Beständigkeit der Implantate, wenn sich das Gehirn im Schädel verlagert. Außerdem böten die Seiden-Implantate das Potenzial, die Aktivität großer Netzwerke von Hirnzellen zu erfassen, so der Neurologe Brian Litt von der medizinischen Fakultät der University of Pennsylvania.

Ein Anwendungsbereich für die Implantate wäre beispielsweise in der Behandlung von Epilepsiepatienten. Die Elektronik könnte messen, wann sich Anfälle ankündigen und diese durch elektrische Impulse unterdrücken. Bei Rückenmarksverletzungen wäre es den Forschern zufolge denkbar, die für Bewegungen verantwortlichen Signale des Gehirns zu lesen und an gesunde Muskel oder Prothesen weiterzuleiten.

"Es könnte auch möglich werden, die Seide-basierten Implantate zu komprimieren und durch einen Katheter ins Gehirn einzubringen", sagt indes John Rogers, Professor für Materialwissenschaften und Ingenieurwesen an der University of Illinois in Urbana-Champaign. Er arbeitet seit Jahren an implantierbarer Elektronik und hat unter anderem schon eine Kamera nach Vorbild des menschlichen Auges entwickelt. (pte)