De biologische veiligheid van nanotechnologie, met andere woorden, hoe het lichaam reageert op nanodeeltjes, is een hot item. Onderzoekers van de Universiteit van Lund in Zweden zijn er voor het eerst in geslaagd om succesvolle experimenten uit te voeren met de injectie van zogenaamde 'nanodraden'.

Verwacht wordt dat het in de toekomst mogelijk zal zijn om elektroden op nanoschaal in te brengen om leer- en geheugenfuncties te bestuderen en om patiënten met chronische pijn te behandelen, depressie, en ziekten zoals Parkinson. Maar het is niet bekend wat er zou gebeuren als de nano-elektroden zouden loskomen van hun contactpunten.

Wetenschappers van de Universiteit van Lund hebben dit 'worst case' onderzocht door nanodraden te injecteren in rattenhersenen. De nanodraden lijken qua grootte en vorm op de registratieknopen van elektroden van de toekomst. De resultaten laten zien dat de hersenen 'opruimcellen' (microglia), zorg voor de draden. Na twaalf weken werden slechts kleine verschillen waargenomen tussen de hersenen van de testgroep en de controlegroep. De bevindingen zijn gepubliceerd in Nano-letters .

"De resultaten geven aan dat dit een haalbare weg is om in de toekomst te volgen. Nu hebben we een betere basis om meer geavanceerde en bruikbare elektroden te ontwikkelen dan die we nu hebben, " legt Christelle Prinz uit, een wetenschapper in Solid State Physics aan de Faculteit Ingenieurswetenschappen (LTH), WHO, samen met Cecilia Eriksson Linsmeier aan de Faculteit der Geneeskunde, is de hoofdauteur van het artikel 'Nanowire biocompatibiliteit in de hersenen - Op zoek naar een naald in een 3D-stack.'

Elektroden worden tegenwoordig al gebruikt om symptomen van de ziekte van Parkinson tegen te gaan, bijvoorbeeld. Toekomstige nanotechnologie kan verfijnde en verbeterde behandeling mogelijk maken en de weg vrijmaken voor geheel nieuwe toepassingen.

Een voordeel van elektroden op nanoschaal is dat ze de kleinste onderdelen van de hersenen kunnen registreren en stimuleren. Om de biologische veiligheid - de biocompatibiliteit - van deze elektroden te bestuderen, de wetenschappers produceerden eerst nanodraden die vervolgens werden gemengd in een vloeistof die in de rattenhersenen werd geïnjecteerd. Een gelijk aantal ratten kreeg de oplossing zonder de nanodraden. na 1, 6, en 12 weken, respectievelijk, de onderzoekers keken naar hoe de rattenhersenen reageerden op de nanodraden.

Het onderzoeksproject wordt geleid door het interdisciplinaire Neuronano Research Center (NRC) van de universiteit, gecoördineerd door Jens Schouenborg aan de Faculteit der Geneeskunde en gefinancierd door een Linnaeus-beurs en de Wallenberg Foundation, onder andere. Bij het werk waren wetenschappers van de Faculteit der Geneeskunde en van het Nanometer Consortium betrokken, geregisseerd door Lars Samuelson, LTH.

"We hebben twee van de steuncellen van het hersenweefsel bestudeerd:aan de ene kant, microglia cellen, wiens taak het is om rommel en besmettelijke stoffen in de hersenen op te ruimen en, anderzijds, astrocyten, die bijdragen aan het genezingsproces van de hersenen. De microglia 'eten' de meeste nanodraden op. In week 6 en 12 konden we er resten van zien in de microgliacellen, " zegt Nils Danielsen, een onderzoeker bij het NRC.

Het aantal zenuwcellen bleef constant voor test- en controlegroepen, wat een positief teken is. Het grootste verschil tussen de test- en controlegroep was dat de eerste een grotere astrocytenreactie had na één week, maar dit niveau daalde uiteindelijk. In week 6 en 12 konden de wetenschappers helemaal geen verschil ontdekken.

"Samen met andere bevindingen en gezien het feit dat het aantal microgliale cellen in de loop van de tijd afnam, de resultaten geven aan dat de hersenen niet beschadigd of chronisch gewond zijn geraakt door de nanodraden, ’ besluit Christelle Prinz.

Meer informatie: pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl902413x

Bron:Swedish Research Council (nieuws:web)