Forschern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) ist es gelungen, weiche, flexible neuronale Implantate mit einem 3D-Drucker herzustellen, die sich vorsichtig und sicher an die Umgebung im Gehirn anpassen. Diese eignen sich unter anderem dafür, Symptome von Krankheiten wie der Epilepsie, Parkinson oder Depression zu lindern. Mit einem Test an einer Maus bewiesen die Forscher jetzt die Funktionsfähigkeit ihrer Entwicklungen.

Anzeige
Geekbuying 10th Anniverary

Logo Massachusetts Institute of TechnologyDerzeit werden Gehirnimplantate aus Metall oder anderen starren Materialien hergestellt, die Entzündungen und Narbengewebe verursachen können. Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickeln laut einer Mitteilung auf ihrer Website weiche, flexible neuronale Implantate, die sich vorsichtig an die Konturen des Gehirns anpassen. Dort überwachen sie die Aktivität über einen längeren Zeitraum, ohne das umgebende Gewebe zu belasten. Das wäre eine weichere Alternative zu bestehenden Elektroden auf Metallbasis, die zur Überwachung der Gehirnaktivität entwickelt wurden. Diese könnten auch bei Gehirnimplantaten nützlich sein, um die neurale Regionen zu stimulieren und so Symptome von Epilepsie, Parkinson und schwerer Depression zu lindern. Vor etwa einem Jahr ist es Forschern der University of Minnesota (USA) gelungen, mit einem transparenten, 3D-gedruckten Schädelimplantat für Mäuse die Gehirnforschung zu verbessern.

Neuronale Sonden und elektronische Objekte

Unter der Leitung von Xuanhe Zhao, Professor für Maschinenbau sowie Bau- und Umweltingenieurwesen, hat das Forschungsteam nun eine Möglichkeit entwickelt, neuronale Sonden und andere elektronische Objekte, die so weich und flexibel wie Gummi sind, mit einem 3D-Drucker herzustellen.

Die Vorrichtungen bestehen aus einer Art Polymer oder weichem Kunststoff, der elektrisch leitend ist. Das Team wandelte diese normalerweise flüssigkeitsähnliche leitende Polymerlösung in eine Substanz um, die eher einer viskosen Zahnpasta ähnelt. Diese könnte dann über einen herkömmlichen 3D-Drucker zu stabilen, elektrisch leitenden Mustern geführt werden.

3D-gedruckter Schaltkreis
Die einzelnen Objekte bestehen aus einer Art Polymer oder weichem Kunststoff, der elektrisch leitend ist (Bild © Forscherteam des MIT unter der Leitung von Xuanhe Zhao).

Gummiartige Elektrode im Einsatz

Das Team druckte mehrere weiche elektronische Objekte, darunter eine kleine, gummiartige Elektrode, die sie in das Gehirn einer Maus implantierten. Die Elektrode konnte die Aktivität eines einzelnen Neurons erfassen, was Wissenschaftlern ein höher auflösendes Bild der Gehirnaktivität liefern und bei der Anpassung von Therapien und langfristigen Gehirnimplantaten für eine Vielzahl von neurologischen Störungen helfen kann.

Um das flüssiger Polymer zu verdicken und die inhärente elektrische Leitfähigkeit beizubehalten, wurde das Material zuerst gefriergetrocknet und die Flüssigkeit entfernt. Es blieb eine trockene Matrix bzw. ein Schwamm aus Nanofasern zurück. Damit diese nicht spröde werden, mischten die Forscher Nanofasern mit einer Wasserlösung und einem organischen Lösungsmittel zu einem Hydrogel. Das brachte zahnpastaähnliches Material hervor, das sowohl elektrisch leitfähig als auch für die Einspeisung in einen 3D-Drucker geeignet war. Damit konnten sie nun komplizierte Muster drucken, die stabil und elektrisch leitend waren.

3D-Druck des Materials auf Karte
Forschern ist es gelungen, neuronale Sonden und andere elektronische Objekte, die so weich und flexibel wie Gummi sind, in 3D zu drucken (Bild © Forscherteam des MIT unter der Leitung von Xuanhe Zhao).

Der Test mit der gummiartigen Elektrode in Größe eines Konfetti-Stücks war für die Forscher ein Beweis ihres Konzepts. Die Elektrode konnte im Gehirn der Maus elektrische Signale von einem einzelnen Neuron aufnehmen. Yuk und Zhao haben ihre Ergebnisse in einem Artikel mit dem Titel „3D printing of conducting polymers“ in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Zum Newsletter anmelden

Anzeige

Meistverkaufte 3D-Drucker in der 26. Kalenderwoche 2022

Platzierung3D-DruckerBester PreisShopMehr Infos
TOPSELLER #1Artillery Sidewinder-X2302,00 € Neuer RekordtiefpreiskaufenTestbericht
TOPSELLER #2QIDI TECH X-Max894,00 €kaufenTestbericht
TOPSELLER #3ANYCUBIC Vyper3301,61 €kaufen
4QIDI TECH X-Plus637,49 €kaufenTestbericht
5Creality Ender 3 S1330,00 €kaufen
6Creality CR-6 SE199,99 €kaufenNeuvorstellung | Tesbericht
7FLSUN Super Racer SR375,90 €kaufenTestbericht
8QIDI TECH i-mate S419,99 €kaufenTestbericht
9Artillery Genius233,54 €kaufenTestbericht
10ANYCUBIC Photon Mono X369,99 €kaufen
11Ender 5 Plus446,61 €kaufen
12Sovol SV01269,99 €kaufenTestbericht

Gutschein-Code funktioniert nicht? Fehlerhaften Coupon melden | 3D-Drucker kaufen | 3D-Druck-Shop