Weiches, drahtloses bioelektronisches Implantat zielt auf den Milznerv ab, um Entzündungen zu reduzieren

Weiches, drahtloses bioelektronisches Implantat zielt auf den Milznerv ab, um Entzündungen zu reduzieren

Für Millionen von Menschen, die an chronisch entzündlichen Erkrankungen wie entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) leiden, erfordert die Behandlung von Krankheitsschüben häufig wirksame Medikamente mit erheblichen Nebenwirkungen. Eine neue Studie veröffentlicht in National Science Review stellt eine bahnbrechende Alternative vor: ein weiches, drahtloses Implantat, das Krankheiten behandelt, indem es bestimmte Nerven moduliert, die die Immunität steuern.

Das Forschungsteam der Huazhong University of Science and Technology und des Tongji Hospital entwickelte einen „Splenic Nerv Wireless Stimulator“ (SpNWS). Die wichtigste Neuerung besteht darin, dass das gesamte Gerät – seine Elektroden, Verbindungen und drahtlosen Stromempfänger – aus einem speziell entwickelten leitfähigen Hydrogel besteht. Dieses Material ist so weich wie biologisches Gewebe, hoch dehnbar und kann Elektrizität effizient leiten.

Die größten Herausforderungen für langfristige neuronale Schnittstellen sind mechanische Fehlanpassungen und Fibrose, die durch starre Implantate verursacht werden. Unser Hydrogel-Gerät passt sich nahtlos an empfindliche Nerven an, funktioniert ohne Batterien und kommuniziert drahtlos über die Haut, wodurch langfristige Schäden und Abstoßungen minimiert werden.“

Zhiqiang Luo, korrespondierender Autor der Studie

Das Implantat soll den Milznerv modulieren, einen Schlüsselweg im Entzündungsreflex des Körpers. In einem Rattenmodell für chronische Kolitis wurde das SpNWS-Gerät implantiert und täglich 20 Minuten lang drahtlos aktiviert. Die Behandlung führte zu einer bemerkenswerten Genesung: weniger Dickdarmschäden, weniger Gewichtsverlust und wiederhergestellte Darmstruktur.

Mechanistische Studien ergaben, dass die elektrische Stimulation die Immunumgebung des Darms wieder ins Gleichgewicht brachte. Es unterdrückte proinflammatorische T-Zellen (TH1/TH17) und förderte gleichzeitig entzündungshemmende und regulatorische T-Zellen (TH2/Treg). Entscheidend ist, dass das Gerät nach fünf Wochen eine ausgezeichnete Biokompatibilität zeigte und keine signifikante Einkapselung von Narbengewebe aufwies, ein häufiges Problem, das zum Versagen herkömmlicher Implantate führt.

Diese Arbeit schafft eine vielseitige Plattform für die „elektrozeutische“ Therapie. Das weiche, kabellose Design könnte so angepasst werden, dass es mit verschiedenen Nerven interagiert, um eine Reihe von Erkrankungen zu behandeln, von rheumatoider Arthritis und Diabetes bis hin zu Stoffwechselstörungen, und so eine neue Ära der bioelektronischen Medizin einzuläuten.

Quellen: