Kann ein weiches Ultragel von der Größe eines Sesamkorns das Nervensystem „überwachen“?

Popular Science Times (Praktikant Wang Yuke) Vor Kurzem veröffentlichte die internationale Wissenschaftszeitschrift „Nature“ einen Artikel chinesischer Forscher mit dem Titel „Injizierbare Ultraschallsensoren zur drahtlosen Überwachung intrakranieller Signale“. Die Forscher sagten, dass man mit dieser Technologie die physiologischen Funktionen des menschlichen Gehirns direkt und genau überwachen könne, was für die Bestimmung des Ausmaßes einer Verletzung, die Prognose und die Vermeidung des Auftretens einer Krankheit von großer Bedeutung sei.

Der implantierbare Supergel-Sensor ist ein weicher Supergel-Würfel von der Größe eines Sesamkorns. Zur Überwachung der Gehirngesundheit wird eine Nadel mit großem Durchmesser benötigt, um den winzigen Sensor in den Schädel zu implantieren, der sich dann nach einigen Wochen automatisch auflöst. Dieser Sensor wird derzeit an Tieren getestet und könnte eines Tages mit minimalem Eingriff in den menschlichen Körper implantiert werden, um neurologische Erkrankungen wie Hirntraumata und Epilepsie zu überwachen. Dabei handelt es sich um einen drahtlosen Sensor, der den Zustand des Körpers ohne Operation überwachen kann.

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Zang Jianfeng, der korrespondierende Autor des Artikels und Professor an der School of Integrated Circuits der Huazhong University of Science and Technology, führte aus, dass bei Anwendung einer externen Ultraschallquelle auf den Supergel-Sensor der Kanal die Reflexion der Ultraschallwelle leitet und sich die Form des Supergel-Sensors leicht verformt, wenn sich Bedingungen wie Druck oder Temperatur im Gehirn ändern, was an der reflektierten Ultraschallwelle erkennbar ist. Der Vorgang erfordert weder Kabel noch Elektronik und der Supergel-Sensor wirkt wie ein winziger akustischer Spiegel, der seine Reflexion je nach Umgebung ändert.

Experimente zeigten, dass die Supergel-Sensoren, wenn sie in die Gehirne von Ratten und Schweinen injiziert wurden, Druck, Temperatur und Durchflussrate in nahegelegenen Blutgefäßen messen konnten, vergleichbar mit den kabelgebundenen Sonden, die traditionell zur Überwachung der Gehirngesundheit verwendet werden. Die Supergel-Sensoren zerfallen innerhalb von vier bis fünf Wochen in relativ unschädliches Wasser und Kohlendioxid.

Zang sagte, dass bei den im Experiment verwendeten Ratten nach der Implantation und dem Abbau der Supergel-Sensoren nur eine geringe Schwellung des Hirngewebes oder eine Ansammlung von Immunzellen auftrat. Bevor klinische Tests am Menschen beginnen können, sind noch Langzeittests an Großtieren erforderlich, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Supergel-Sensors nachzuweisen.