Wissenschaft im Trend: Flexible Elektronik für Implantate
Mikrochip-Implantate für den menschlichen Körper sind seit Jahrzehnten in der allgemeinen Vorstellung präsent. Sci-Fi-Autoren beschreiben diese oft als Geräte zur Verbesserung menschlicher Fähigkeiten. Die Matrix-Trilogie steht als ein klares Beispiel dafür und die Gesellschaft scheint sich tatsächlich langsam in diese Richtung zu bewegen. Die Elektronik tauchte zuerst in unserem Zuhause auf, dann in der Hosentasche und jetzt beginnen große Unternehmen, um den ersten Platz auf dem neu entstehenden Markt für tragbare Elektronik zu kämpfen. Bei diesem Tempo könnte der nächste große Trend sehr gut bei elektronischen Implantaten auftauchen. Bereits 2002 wurde in den Vereinigten Staaten ein Unterhautimplantat getestet, das den schnellen Zugriff auf Gesundheitsdaten ermöglicht. Aber in dieser Woche hat ein Team japanischer und amerikanischer Wissenschaftler dieses ehrgeizige Vorhaben noch einen Schritt weiter gebracht. Sie entwickelten elektronische Geräte, die weich werden, wenn sie in den Körper implantiert werden. Und wieso ist es wichtig, dass sie weich sind? "Wissenschaftler und Ärzte versuchen bereits seit einer Weile, Elektronik in den Körper einzusetzen, aber eines der Probleme damit ist, dass die Steifigkeit üblicher Elektronik mit biologischem Gewebe nicht kompatibel ist", so Jonathan Reeder, Hauptautor der Arbeit. "Die Vorrichtung muss bei Raumtemperatur starr sein, damit der Chirurg sie implantieren kann, und weich und flexibel genug, um sie um dreidimensionale Objekte herumzuwickeln, damit der Körper sich weiter so wie auch ohne das Gerät verhalten kann. Indem wir Elektronik auf formverändernde und weichwerdende Polymere auftragen, können wir das erreichen." Die Vorrichtung wird aus sogenannten Formgedächtnispolymeren, die von Dr. Walter Voit - einem Autor des Papiers - entwickelt wurden, und dünnen, flexiblen elektronischen Folien gebaut. Einmal in den Körper implantiert, reagiert es auf Temperaturänderungen, formt sich neu und umgreift Gewebe, Nerven und Blutgefäße. Wird sie in den menschlichen Körper implantiert, könnten Ärzte über den Zustand im Körperinnern informiert sein und die Vorrichtung für eine Behandlung stimulieren. "Wir haben eine neue Technik in unserem Gebiet verwendet, um die Formgedächtnispolymere im Grunde genommen auf den Transistoren zu laminieren und zu vernetzen", sagte Voit. "Mit unserem Design kommen wir immer näher an die Größe und Steifigkeit von biologischen Präzisionsstrukturen heran, aber wir haben noch einen langen Weg vor uns, bevor wir der erstaunlichen Komplexität, Funktion und Organisation der Natur nahekommen." Bei den Versuchen verwendeten die Forscher Wärme, um die Vorrichtung um einen kleinen Zylinder mit einem Durchmesser von 2,25 mm Durchmesser herum anzubringen, und implantierten das Gerät auch bei Ratten. Sie beobachteten, dass sich die Vorrichtung nach der Implantation mit dem lebenden Gewebe verbunden hatte, ohne seine elektronischen Eigenschaften zu verlieren. Das wurde noch nie zuvor erreicht. Reeder zufolge besteht der nächste Forschungsschritt darin, die Geräte weiter zu verkleinern, so dass sie sich um kleinere Objekte wickeln können. Außerdem sollen weitere Sensorelemente hinzugefügt werden.Weitere Informationen sind abrufbar unter: http://www.utdallas.edu/news/2014/5/13-29981_New-Implanted-Devices-May-Reshape-Medicine_story-sidebar.html?WT.mc_id=NewsHomePage