Neurowissenschaft: Implantat lässt gelähmte Ratten wieder laufen

Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL) haben ein Implantat entwickelt, das für das Rückenmark oder das Gehirn gedacht ist. Es hat ähnliche mechanische Eigenschaften wie natürliches Gewebe und ist für den Langzeiteinsatz gedacht. Mit Hilfe des Implantats können gelähmte Ratten wieder laufen.

E-Dura heißt das System, das das Team um Stéphanie Lacour und Grégoire Courtine entwickelt hat. Der Name kommt von Dura Mater, der Membran, die das Gehirn und das Rückenmark schützt. Gedacht ist E-Dura für den Einsatz im Rückenmark oder im Gehirn.

E-Dura stimuliert elektrisch und chemisch

E-Dura soll elektrische Impulse aus dem Gehirn an Nervenzellen übertragen - etwa, um Rückenmarksverletzungen zu umgehen. Damit lassen sich aber auch elektrische Impulse im Gehirn überwachen. Die Elektroden des Implantats sind aus einem Verbundwerkstoff aus Silizium und Platin, die Leiter bestehen aus Gold. Hinzu kommt ein Mikrokanal, der mit einem Medikament gefüllt wird. Dabei handelt es sich um einen Neurotransmitter, der verletzte Nervenzellen stimulieren soll.

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Übersicht über das System (Grafik: EPFL)

Das Trägermaterial der E-Dura ist Silikon. Das Implantat kann wie lebendes Gewebe gedehnt oder verformt werden. Da die Leiterbahnen nicht aus einem Guss, sondern gerissen sind, brechen sie nicht. Sie funktionieren auch, wenn sie gedehnt oder gebogen werden.

Harte Elektroden können Gewebe schädigen

Normalerweise bestehen Elektroden aus einem harten, steifen Material. Werden sie unter die Dura Mater direkt auf das Rückenmark gesetzt, können sie dieses schädigen, wenn sich das Nervengewebe bewegt. Die Folge können Entzündungen, die Bildung von Narbengewebe oder eine Abstoßung des Implantats sein.

"Unser E-Dura-Implantat kann eine lange Zeit auf dem Rückenmark oder dem Cortex verbleiben, weil es die gleichen mechanischen Eigenschaften hat wie die Dura Mater", sagt Lacour. Das eröffne neue Behandlungsmöglichkeiten.

E-Dura ist für den Langzeiteinsatz geeignet

Die Forscher haben die E-Dura-Implantate an gelähmten Ratten getestet: Die Tiere konnten nach einigen Wochen Training wieder gehen. Das zeige nicht nur die Funktionsfähigkeit, sondern auch, dass die E-Dura-Implantate für den Langzeiteinsatz geeignet seien. Zudem konnten die Forscher mit ihrer Hilfe erkennen, wenn die Tiere eine Bewegung ausführen wollten, noch bevor die Absicht in eine Bewegung umgesetzt wurde.

Außer bei Rückenmarksverletzungen sollen sich die Implantate auch zur Behandlung von Epilepsie und der Parkinson'schen Krankheit sowie in der Schmerztherapie eignen. Die Schweizerinnen wollen E-Dura als nächstes für klinische Tests vorbereiten. Verlaufen diese erfolgreich, soll daraus ein Produkt werden.