Durch Enzyme wächst Bioelektronik im Körper
Schwedische Forscher lassen weiche Elektroden in lebenden Organismen wachsen. Ihr Fernziel sind elektronische Schnittstellen, integriert in den lebenden Körper.
Mit einem injizierbaren Gel, hier bei einem Laborversuch auf einem vorgefertigten Schaltkreis, gelang es, Elektroden in lebendem Körpergewebe wachsen zu lassen.
(Bild: Thor Balkhed, Universität Linköping)
Mit einer neuartigen Technik versucht ein Team an den Universitäten Linköping, Lund und Göteborg eine Schnittstelle zwischen Elektronik und biologischen Wesen zu schaffen. Unter der Leitung von Magnus Berggren am Laboratory for Organic Electronics, Universität Linköping, haben die Forscher ein injizierbares Gel entwickelt, das aufgrund seiner Enzyme mit körpereigenen Stoffen elektrisch leitende Verbindung bildet – ganz im Gegensatz zu implantierter Bioelektronik. Mit dem neuen Ansatz konnten sie in Experimenten mit Zebrafischen und medizinischen Blutegeln gezielt Elektroden wachsen lassen, beispielsweise im Hirn, im Herz, in der Rückenflosse von Zebrafischen oder im Nervengewebe der Blutegel. Das funktionierte, ohne die Lebensvorgänge der Tiere zu beeinträchtigen.
Leitfähige Strukturen ohne Energiezufuhr
Das Gel enthält eine Oxidase, um im Körper Wasserstoffperoxid zu erzeugen, eine Peroxidase als Katalysator für eine Polymerisation, ein wasserlösliches Monomer, einen Polyelektrolyten mit Gegenionen, durch die sich das weiche Material vernetzt, und ein Tensid zur Stabilisierung, wie die Wissenschaftler in ihrer Veröffentlichung in Science schreiben. Erst im Zusammenspiel mit körpereigenen Stoffen entstehen die leitfähigen Strukturen, eine spezielle Energiezufuhr ist dafür nicht erforderlich. In Versuchen variierten die Forscher ihr Gel in der Zusammensetzung und passten es so an unterschiedliche Körpergewebe an.
Die Elektroden, die sich an spezifischen Körperstellen bilden lassen, könnten künftig helfen, komplexe biologische Funktionen besser zu verstehen. Sie könnten ebenso dazu dienen, gezielt Nerven im Körper zu stimulieren. Langfristig denken die Forscher daran, mit dieser Technik integrierte elektronische Schaltungen direkt im Körper aufzubauen, substratfrei und ohne elektronische Komponenten operativ einzupflanzen.
(agr)
