Auflösbarer hirnsensor könnte spielwechsler im er sein


Auflösbarer hirnsensor könnte spielwechsler im er sein

Wenn ein Patient eine traumatische Hirnverletzung erhält, müssen Ärzte den Druck auf das Gehirn sowohl innerhalb als auch außerhalb des Schädels überwachen, um weitere Hirnverletzungen zu verhindern. Obwohl es derzeit Monitore gibt, die bis zu dem Job sind, sind sie groß und unhandlich. Jetzt haben Forscher einen drahtlosen Gehirnsensor entwickelt, der letztlich vom Körper absorbiert wird, wodurch die Notwendigkeit für die Entfernung von Chirurgie entfällt.

Die Forscher unter der Leitung von Dr. Wilson Z. Ray (links) und Dr. Rory K. J. Murphy (rechts) entwickelten einen lösbaren, drahtlosen Gehirnsensor, der die Notwendigkeit einer Operation beseitigt.

Bildnachweis: Robert Boston

Das Team von Forschern - von der Washington University School of Medicine in St. Louis, MO und der University of Illinois in Urbana-Champaign - sagen, dass ihre Implantate verwendet werden könnten, um Patienten mit traumatischen Hirnverletzungen (TBI) zu überwachen, aber ähnliche Sensoren Könnte verwendet werden, um Organ-Aktivität im Rest des Körpers zu überwachen.

Sie veröffentlichen die Ergebnisse ihrer letzten Studie in der Zeitschrift Natur .

In den USA sterben jährlich rund 50.000 Menschen an TBI. Nach den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) wird ein TBI durch einen Schlag oder Stoß auf den Kopf verursacht, der die normale Funktion des Gehirns stört.

Obwohl nicht alle Schläge an den Kopf in einem TBI resultieren, kann die Schwere eines TBI von mild bis schwer reichen, einschließlich einer längeren Zeit der Bewusstlosigkeit oder Amnesie nach Verletzung.

Denn es gibt keinen Weg, um Hirndruck Ebenen von entweder Gehirn-Scans oder klinische Merkmale, wenn ein Patient in das Krankenhaus mit einem TBI zugelassen wird, müssen Ärzte Geräte, die "basieren auf Technologie aus den 1980er Jahren", nach Dr. Rory KJ Murphy, Studie Autor von Washington University School of Medicine.

"Sie sind groß, sie sind unhandlich, und sie haben Drähte, die sich mit Monitoren in der Intensivstation verbinden", sagt er, "sie geben genaue Lesungen, und sie helfen, aber es gibt Möglichkeiten, sie besser zu machen."

'Hardware komplett resorbiert in den Körper, wenn nicht mehr benötigt'

Obwohl die biomedizinischen Anwendungen von elektronischen Geräten vorankommen, stellt Dr. Murphy fest, dass "eine große Hürde war, dass Implantate im Körper oft eine Immunantwort auslösen", was Probleme für Patienten verursacht.

Um dieses Problem zu umgehen, arbeiteten Dr. Murphy und Kollegen zusammen, um Geräte aus Polylactic-Co-Glykolsäure (PLGA) und Silikon zu entwickeln, die Druck, Temperaturmessungen und andere Informationen genau übertragen können.

Das Team testete zuerst die Sensoren in Kochsalzlösungen, die sie in wenigen Tagen auflösen ließen. Ihr nächster Schritt war, die Geräte im Labor-Rattenhirn zu testen.

Nach erfolgreichen Tests, bei denen das Team gezeigt hat, dass die Sensoren im Rattenhirn genau und vollständig löslich sind, planen die Forscher nun, ihre Sensoren bei menschlichen Patienten zu testen.

In ihrem neuen Gerät kommentiert Prof. John A. Rogers von der University of Illinois:

"Mit fortschrittlichen Werkstoffen und Gerätedesigns haben wir gezeigt, dass es möglich ist, elektronische Implantate herzustellen, die eine leistungsstarke und klinisch relevante Bedienung in Hardware bieten, die sich vollständig in den Körper auflöst, nachdem die entsprechenden Funktionen nicht mehr benötigt werden."

Er fügt hinzu, dass ihr Gerät "ein großes Potenzial in vielen Bereichen der klinischen Versorgung hat".

Gerät bewährt, um kontinuierlich für 3 Tage zu betreiben

Der entscheidende Vorteil ihres neuen Gerätes ist seine Löslichkeit. Für die Patienten bedeutet dies: "Du hast seit langer Zeit nichts im Körper, was das Infektionsrisiko, die chronische Entzündung und sogar die Erosion durch die Haut oder das Organ, in dem es platziert ist", erklärt Dr. Murphy.

Darüber hinaus, indem sie keine Chirurgie für ihre Entfernung erforderlich sind, verringern die Geräte das Risiko einer Infektion und anderer Komplikationen.

Weil die Forscher bewiesen haben, dass ihre Geräte kontinuierlich für 3 Tage arbeiten können, sagen sie, dass diese Zeitrahmen für den klinischen Gebrauch ausreichen, da Patienten mit TBIs oftmals für mehrere Tage nach Verletzung überwacht werden müssen.

In Bezug auf weitere klinische Anwendungen, sagt Dr. Murphy, dass bei Patienten mit TBIs, deren Hirndruck nicht adäquat reduziert werden kann, muss Chirurgie oft durchgeführt werden. Ihre neuen Geräte könnten im Gehirn an mehreren Orten während der Operation platziert werden, um den Patienten weiter zu überwachen.

Er sagt über ihr übergeordnetes Ziel:

"Die ultimative Strategie ist es, ein Gerät zu haben, das man im Gehirn - oder in anderen Organen im Körper - platzieren kann - das ist ganz implantiert, eng mit dem Orgel verbunden, das Sie überwachen möchten und können drahtlos Signale übertragen, um Informationen über die Gesundheit zu liefern Von diesem Organ, so dass Ärzte zu intervenieren, wenn nötig, um größere Probleme zu verhindern."

"Und dann", fügt Dr. Murphy hinzu, "nach der kritischen Periode, die du eigentlich überwachen willst, wird es sich auflösen und verschwinden."

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