Elektroden in lebendem Gewebe gezüchtet

Spezialgel: Biologie und Technologie kommen sich allmählich näher.

Bild: Thor Balkhed, liu.se/en

Forschern der Universitäten Linköping, Lund und Gothenburg haben Elektroden in lebendem Gewebe gezüchtet. Dafür wurden die Moleküle des Körpers als Auslöser eingesetzt. Die in "Science" veröffentlichten Ergebnisse ebnen bei lebenden Organismen den Weg für die Entstehung vollintegrierter elektronischer Schaltkreise. "Jetzt lassen wir die Biologie für uns Elektronik schaffen", so Magnus Berggren von der Linköping University.

Neues Paradigma der Bioelektronik

In dem neuen Verfahren geht es um die Schaffung von weichen, ohne Trägermaterial auskommenden, leitfähigen Materialien. Durch die Injektion eines Gels, das Enzyme als "Montagemoleküle" enthält, haben die Experten Elektroden im Gewebe von Zebrafischen und medizinischen Blutegeln gezüchtet. Laut Xenofon Strakosas von der Lund University verändert der Kontakt mit den Substanzen des Körpers die Struktur des Gels und macht es elektrischen leitend. Das findet jedoch nicht vor der Injektion statt.

"Abhängig von dem Gewebe können wir auch die Zusammensetzung des Gels anpassen, um die elektronischen Prozesse einzuleiten", sagt Strakosas. Die körpereigenen Moleküle sind in der Folge ausreichend, um die Bildung von Elektroden auszulösen. Es besteht dabei keine Notwendigkeit für eine genetische Veränderung oder externe Signale wie Licht oder elektrische Energie. Sie waren in früheren Experimenten noch erforderlich. Laut eigenen Angaben sind die schwedischen Forscher weltweit die Ersten, denen das gelungen ist.

Immunsystem als Herausforderung

Die neue Studie ebnet den Weg für ein neues Paradigma in der Bioelektronik. Waren frühere implantierte physische Objekte erforderlich, um den elektronischen Vorgang im Körper zu starten, wird künftig ein viskoses Gel ausreichend sein. In ihrer Studie zeigen die Forscher auch, dass das Verfahren das elektronisch leitende Material auf spezifische elektronische Substrukturen abzielen lassen und so passende Interfaces für die Stimulation von Nerven schaffen kann. Langfristig könnte so bei lebenden Organismen die Herstellung vollintegrierter elektronischer Schaltungen möglich sein.

Bei den an der Lund University durchgeführten Experimenten hat das Team erfolgreich eine Bildung von Elektroden im Gehirn, dem Herzen und den Schwanzflossen von Zebrafischen sowie rund um das Nervengewebe von medizinischen Blutegeln erreicht. Die Tiere wurden durch das injizierte Gel nicht geschädigt und auch sonst durch die Bildung der Elektroden nicht beeinträchtigt. Eine der großen Herausforderungen bei diesen Experimenten war jedoch die Berücksichtigung des Immunsystems der Tiere. Laut Roger Olsson von der Lund University gelang es durch intelligente Veränderungen der Chemie, Elektroden zu entwickeln, die von Gewebe des Gehirns und dem Immunsystem akzeptiert wurden.

Quelle: www.pressetext.com/Moritz Bergmann