Flüssiges Metall, das verwendet wird, um durchtrennte Nerven wieder zu verbinden

Bei einer Durchtrennung peripherer Nerven führt der Funktionsverlust zu einer Atrophie der betroffenen Muskulatur, einer dramatischen Veränderung der Lebensqualität und in vielen Fällen zu einer kürzeren Lebenserwartung.

Trotz jahrzehntelanger Forschung hat noch niemand einen effektiven Weg gefunden, durchtrennte Nerven wieder zu verbinden. Es gibt verschiedene Techniken, um die Enden wieder zusammenzunähen oder Nerven in die Lücke zu pflanzen, die zwischen abgetrennten Enden entsteht.

Letztlich hängt der Erfolg dieser Techniken von der Fähigkeit der Nervenenden ab, nachzuwachsen und zusammenzuwachsen. Da Nerven jedoch mit einer Geschwindigkeit von einem Millimeter pro Tag wachsen, kann es lange dauern, manchmal Jahre, bis sie sich wieder verbinden. Und während dieser Zeit können die Muskeln irreparabel abgebaut werden, was zu einer langfristigen Behinderung führt.

Neurochirurgen haben also lange auf eine Möglichkeit gehofft, die Muskeln aktiv zu halten, während die Nerven nachwachsen. Eine Möglichkeit besteht darin, die abgetrennten Enden elektrisch zu verbinden, damit die Signale des Gehirns noch durchkommen. Aber wie geht das effektiv?

Heute sagen Jing Liu von der Tsinghua-Universität in Peking und ein paar Freunde, dass sie zum ersten Mal durchtrennte Nerven mit Flüssigmetall wieder verbunden haben. Und sie sagen, dass das Metall bei der Leitung elektrischer Signale zwischen den durchtrennten Enden eines Nervs den üblichen Salzelektrolyt, der verwendet wird, um die elektrischen Eigenschaften von lebendem Gewebe zu erhalten, dramatisch übertrifft.

Biomedizinische Ingenieure haben die Flüssigmetalllegierung Gallium-Indium-Selen (67 Volumenprozent Ga, 20,5 Volumenprozent In und 12,5 Volumenprozent Se) schon seit einiger Zeit im Auge. Dieses Material ist bei Körpertemperatur flüssig und gilt als völlig harmlos. Daher haben sie verschiedene Möglichkeiten untersucht, es im Körper zu verwenden, z Bildgebung .

Nun sagt ein Team chinesischer Biomedizin-Ingenieure, dass die elektrischen Eigenschaften des Metalls dazu beitragen könnten, die Funktion der Nerven zu erhalten, während sie sich regenerieren. Und sie haben die ersten Experimente durchgeführt, um zu zeigen, dass die Technik praktikabel ist.

Jing und Co verwendeten Ischiasnerven, die mit einem Wadenmuskel verbunden waren, der Ochsenfröschen entnommen wurde. Sie applizierten einen Impuls an ein Ende des Nervs und maßen das Signal, das den Wadenmuskel erreichte, der sich mit jedem Impuls zusammenzog.

Dann durchtrennten sie den Ischiasnerv und legten jedes der abgetrennten Enden in eine Kapillare, die entweder mit flüssigem Metall oder mit Ringer-Lösung gefüllt war, einer Lösung mehrerer Salze, die die Eigenschaften von Körperflüssigkeiten nachahmen sollen. Dann legten sie die Impulse erneut an und maßen, wie sie sich über die Lücke ausbreiten.

Die Ergebnisse sind interessant. Jing und Co. sagen, dass die Pulse, die durch die Ringerlösung gingen, dazu neigten, sich stark zu verschlechtern. Im Gegensatz dazu passierten die Pulse das flüssige Metall leicht. Das gemessene elektroneurographische Signal des durchtrennten Ischiasnervs des Ochsenfrosches, der nach der elektrischen Stimulation durch das flüssige Metall wieder verbunden wurde, war nahe dem des intakten Ischiasnervs, sagen Jing und Co.

Da flüssiges Metall im Röntgenbild deutlich sichtbar ist, kann es bei Nichtgebrauch einfach mit einer Mikrospritze aus dem Körper entfernt werden.

Das erlaubt Jing und Co, über die Möglichkeit zukünftiger Behandlungen zu spekulieren. Ihr Ziel ist es, spezielle Leitungen zum Wiederverbinden durchtrennter Nerven herzustellen, die flüssiges Metall enthalten, um die elektrische Leitung und damit die Muskelfunktion zu erhalten, aber auch Wachstumsfaktor enthalten, um die Nervenregeneration zu fördern.

Das ist eine spannende Möglichkeit, die aber noch weit von einer Behandlung entfernt ist. Die Fragen, die es aufwirft, sind Legion. Wie viel von der Muskelfunktion kann auf diese Weise erhalten werden? Könnte das flüssige Metall die Regeneration irgendwie stören oder verhindern? Und wie sicher ist flüssiges Metall im Körper, insbesondere wenn es ausläuft?

Dies sind Fragen, die Jing und andere hoffen, in naher Zukunft mit Tiermodellen und möglicherweise später mit Menschen beantworten zu können. Es wird erwartet, dass dieses Nervenverbindungsmaterial der neuen Generation für die funktionelle Wiederherstellung während der Regeneration des verletzten peripheren Nervs und die Optimierung der Neurochirurgie in naher Zukunft wichtig sein wird, sagen sie.

Gut möglich, dass Flüssigmetall in Zukunft ein wichtiger Bestandteil bei der Behandlung von Nervenverletzungen wird.

Ref:: http://arxiv.org/abs/1404.5931 : Flüssigmetall als verbindender oder funktioneller Erholungskanal für den durchtrennten Ischiasnerv

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