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Medizin

Ultradünne Nadel ermöglicht gezielte Hirninjektionen

Montag, 29. Januar 2018

Applikationssystem „MiNDS“ /M Scott Brauer

Cambridge/Massachusetts – Ein miniaturisiertes Infusionssystem, das über eine haardünne Nadel winzige Mengen von Medikamenten in Hirnregionen von der Größe eines Kubikmillimeters appliziert, könnte die Behandlung von neurologischen Erkrankungen verbessern. US-Bioingenieure stellen ihre Neuentwicklung in Science Translational Medicine (2018; 10: eaan2742) vor.

Eine Applikation von Medikamenten in das Gehirn ist derzeit nur begrenzt möglich. Im klinischen Alltag beschränkt sie sich auf eine intrathekale Infusion von Zytostatika oder Anästhetika in den Liquorraum. Die direkte Injektion von Wirkstoffen in bestimmte Regionen des Hirngewebe, etwa der Basalganglien, scheitert am hohen Infektionsrisiko und an den Schäden, die durch die Kanülen im Gewebe entstünden.

Das neuartige Applikationssystem MiNDS („miniaturized neural drug delivery system“), das ein Team um Michael Cima und Robert Langer vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge/Massachusetts jetzt vorstellt, soll diese Beschränkungen überwinden. Es besteht aus einer haarfeinen Stahlnadel mit einem Durchmesser von nur 150 Mikrometern, in der neben mehreren Kanülen aus Borosilikatglas für die Einleitung von Medikamenten auch noch eine Elektrode aus Wolfram Platz findet, mit der Nervensignale aus der Spitze der Nadel abgeleitet werden können. Die Elektroden ermöglichen direkte Rückmeldungen über die erzielte therapeutische Wirkung. MiNDS könnte im Prinzip auch rein diagnostisch eingesetzt werden. Mit einer Länge von 10 cm erreicht die Nadel auch tiefere Regionen des Gehirns. 

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Die Nadeln sind mit einer Pumpe und einem kleineren Reservoir verbunden, die unter die Kopfhaut implantiert werden und drahtlos über WLAN gesteuert werden können (Einziger Schwachpunkt ist derzeit noch die Batterie, die die Pumpe derzeit nur über etwa 1 Monat mit genügend Strom versorgen kann).

Die Forscher haben MiNDS an Ratten und Menschenaffen erprobt. In Experimenten konnten sie durch die Infusion von Muscimol, einem psychotropen Alkaloid aus dem Fliegenpilz, ein parkinsonähnliches Krankheitsbild auslösen, von dem sich die Tiere nach der anschließenden Injektion von Kochsalzlösung wieder erholten. Zu den möglichen Anwendungsgebieten könnte neben neurologischen Erkrankungen wie Morbus Parkinson – etwa durch die Injektion von L-Dopa – auch Krebserkrankungen gehören. Klinische Studien wurden allerdings bisher noch nicht durchgeführt. © rme/aerzteblatt.de

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