Drahtlose Neuromodulation mit CorTec Cuff Elektroden und neuen „Elektropartikeln“

Eine der Hauptursachen für Komplikationen bei der chronischen Neuromodulation sind die Drähte, die verschiedene Teile des Systems miteinander verbinden oder sogar die Haut penetrieren. Sie brechen häufig und sind damit für Geräteausfälle verantwortlich. Daneben bergen sie, insbesondere bei perkutanen Verbindungen, die permanente Gefahr von Gewebereizungen und Infektionen.


Um diese Probleme zu lösen, hat ein Team von Bioingenieuren um Mario Romero-Ortega an der University of Texas in Dallas kürzlich einen neuartigen miniaturisierten Nervenstimulator entwickelt – von den Autoren Elektroparticle genannt -, der drahtlos von außerhalb des Körpers durch magnetische Induktion angetrieben und gesteuert werden kann. Der Stimulator hat eine Länge von nur etwa 2 mm und eine Dicke von 1 mm. Er wurde an eine CorTec Tunnel Cuff Elektrode gekoppelt, um den Ischias-Nerv zu stimulieren.

 

Die Autoren zeigen in ihrer Studie, dass der Electroparticle nach der Implantation in Ratten eine funktionell wirksame Neurostimulation erzielen kann. Mit der drahtlosen magnetisch induzierten Stimulation konnten sie konsistente Nervenaktivierungen auslösen, die in messbaren Bewegungen der Pfoten resultierten. Die monophasische Stimulation mit dem winzigen Stimulator erwies sich als ebenso wirksam für die Auslösung der Pfoten-Bewegungen wie die klassische biphasische Stimulation mit herkömmlicheren Stimulationstechniken.

Außerdem blieb die implantierte CorTec Cuff Elektrode über einen Zeitraum von mindestens 30 Tagen funktionsfähig – ein schöner Nachweis ihrer Eignung für sub-chronische und chronische Applikationen.

Diese Studie zeigt auf elegante Weise, wie Technologien zur Neuromodulation immer weiter miniaturisiert und drahtlos gesteuert werden können, um den Weg für eine weniger invasive und patientenfreundlichere Neuromodulation und für eine Vielzahl von biomedizinischen Anwendungen zu ebnen.

 


Literatur
Hernandez-Reynoso AG, Nandam S, O’Brien JM, Kanneganti A, Cogan SF, Freeman DK, Romero-Ortega MI: Miniature electroparticle-cuff for wireless peripheral neuromodulation. J Neural Eng. 2019 Aug;16(4):046002. doi: 10.1088/1741-2552/ab1c36.

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