Home Forschung & Bildung NeuroPrint: Bioprint Hirnimplantate für maßgeschneiderte neuronale Schnittstellen

NeuroPrint: Bioprint Hirnimplantate für maßgeschneiderte neuronale Schnittstellen

Forscher haben eine neue 3D-Drucktechnologie entwickelt, die es ermöglicht, Muskel- und Nervenimplantate zur Überwachung und Wiederherstellung von motorischen Funktionen schnell anzupassen. Die neuronalen Schnittstellen können verwendet werden, um Gehirne mit Computern zu verbinden, und könnten maßgeschneiderte Bioelektronik ermöglichen, um Patienten mit Problemen des Nervensystems, wie Multiple Sklerose, Epilepsie, Alzheimer und Parkinson, zu behandeln.

In einer neuen Studie, die in der Zeitschrift Nature Biomedical Engineering veröffentlicht wurde, hat ein Team unter der Leitung von Ivan Minev, Professor für intelligente Gesundheitstechnologien an der Universität Sheffield, England, und Pavel Musienko, Leiter des Neuroprothetiklabors an der Sankt Petersburger Universität in Russland, ein Nervenimplantat entwickelt, das zur Stimulation des Rückenmarks von Tiermodellen mit Rückenmarksverletzungen eingesetzt wurde. Die Technologie hat nun das Potenzial, neue Behandlungsmethoden für menschliche Patienten mit Lähmungen zu entwickeln.

Dieser neue patientenspezifische Ansatz wird durch die an der Universität St. Petersburg entwickelte hybride 3D-Drucktechnologie NeuroPrint ermöglicht. Mit einem 3DDiscovery-Bioprinter des Schweizer 3D-Biotechnologie-Unternehmens RegenHU erstellten sie die Geometrie des zukünftigen Implantats aus Silikon – das auch als Isoliermaterial dient. Dann werden Mikropartikel aus Platin oder einem anderen elektrisch leitenden Element des Implantats auf das Gerüst aufgebracht und die Oberfläche durch kaltes Plasma aktiviert.

Die Anzahl und Konfiguration der Elektroden im neuronalen Implantat kann verändert werden, wodurch Geräte zur Implantation in das Gewebe des Rückenmarks, des Gehirns oder der Muskeln entstehen. Darüber hinaus kann die durchschnittliche Produktionszeit von der Projekterstellung bis zum Prototyping 24 Stunden betragen. Die Fähigkeit des Hybriddrucks, weiche Materialien und Verbundwerkstoffe in die bioelektronischen Geräte zu integrieren, erwies sich als gut an verschiedene anatomische Strukturen und Versuchsmodelle angepasst, um Funktionen des neuromuskulären Systems zu untersuchen, zu ermöglichen und wiederherzustellen.

Die komplette Studie wurde unter dem Titel “Rapid prototyping of soft bioelectronic implants for use as neuromuscular interfaces” veröffentlicht.

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