Transparente schädel implantat gesetzt, um laser-gehirn-chirurgie zu erleichtern


Transparente schädel implantat gesetzt, um laser-gehirn-chirurgie zu erleichtern

Der Tag, an dem die Chirurgen aufhören können, den Schädel wiederholt aufzuschneiden, um eine lebensrettende Lasertherapie an das Gehirn zu liefern, bewegt sich näher mit der Entwicklung eines neuen Materials für die Herstellung von transparenten Schädelimplantaten.

Die Forscher haben ein neues Material für die Herstellung von transparenten Schädelimplantaten entwickelt, so dass Chirurgen wiederholt die Lasertherapie auf das Gehirn in einer minimal-invasiven Weise liefern können.

Bildnachweis: UC-Riverside

Forscher an der University of California - Riverside (UCR) berichten über den Fortschritt mit dem neuen Implantatmaterial in zwei kürzlich veröffentlichten Zeitschriftenpapieren.

Ihr Ziel ist es, ein biokompatibles "Fenster zum Gehirn" zu entwickeln, wobei die Chirurgen in der Lage sein werden, die Lasertherapie auf die Gehirne der Patienten auf Anforderung zu lenken, ohne wiederholte Kraniotomien durchführen zu müssen.

Ein solches Material könnte eine riskante, hochinvasive Operation in eine weniger riskante, minimal-invasive umwandeln.

Gehirnchirurgen verwenden Lasertherapie, um Patienten mit lebensbedrohlichen Zuständen wie Hirntumor, traumatischen Hirnverletzungen, Schlaganfall und neurodegenerativen Erkrankungen zu behandeln.

Die beiden Papiere berichten, wie das Team - geführt von Guillermo Aguilar, Professor für Maschinenbau an der UCR Bourns College of Engineering - die Biokompatibilität des Implantatmaterials und die Fähigkeit zur Bakterieninfektion untersucht hat.

Das Fenster zum Gehirnprojekt begann, als Prof. Aguilar und sein Team einen Weg fanden, eine durchsichtige Version von Yttriumoxid-stabilisiertem Zirkonoxid (YSZ) zu machen - das harte keramische Material, das in Hüftimplantaten und Zahnkronen verwendet wird.

Dies ist nicht das erste Projekt mit dem Ziel, ein Fenster in das Gehirn zu schaffen, aber die meisten anderen Forscher arbeiten mit glasbasierten Materialien, die weniger schlagfest sind als YSZ.

Neues Material überwindet zwei Hauptbarrieren mit Schädelimplantaten

Die beiden kürzlich veröffentlichten Studien zeigen, dass YSZ ein großes Versprechen als Alternative zu Materialien hat, die derzeit in Schädelimplantaten verwendet werden.

Bakterielle Infektionen sind ein führender Grund für das Versagen von Schädelimplantaten, wie die Autoren bemerken, "die bakterielle Adhäsion an das kraniale Implantat ist der Hauptfaktor für die Biofilmbildung (Fouling), Infektion und Behandlungsversagen".

Ein Implantatmaterial, das helfen kann, dies zu überwinden, wäre ein großer Vorteil, da solche Infektionen sehr schwer zu behandeln sind, zumal viele Antibiotika die Blut-Hirn-Schranke nicht überschreiten können.

In der Zeitschrift Laser in Chirurgie und Medizin , Berichtet das Team über die Ergebnisse von Laborexperimenten, die die Bereitstellung von Laserlicht durch ein YSZ-Implantat vermindern Escherichia coli Wachstum in einem Kulturmedium.

Die Forscher bemerken dies schlägt vor E coli Die Biofilmbildung über die Dicke des YSZ-Implantats kann mit der Laserbehandlung unterbrochen werden.

E coli Ist eines der Bakterien, die häufig in Proben von Gewebe von Patienten, die Meningitis nach Schädelchirurgie oder Trauma entwickeln gefunden.

In der anderen Zeitung, veröffentlicht in Nanomedizin: Nanotechnologie, Biologie und Medizin , Beschreiben die Forscher, wie sie erfolgreich YSZ in das Gewebe von lebenden Hamster integriert haben, ohne eine Immunantwort oder andere nachteilige Nebenwirkungen zu verursachen.

Die Autoren bemerken die "Ergebnisse zeigten den Mangel an entzündlicher Reaktion des Wirtsgewebes."

Der YSZ war tatsächlich mehr biokompatibel als derzeit verfügbare Materialien wie Titan- oder Thermoplastik-Polymere, so dass dies ein gutes Stück in unserer Entwicklung von transparentem YSZ als Material der Wahl für kraniale Implantate war."

Prof. Guillermo Aguilar

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