Den biologiska säkerheten för nanoteknik, med andra ord, hur kroppen reagerar på nanopartiklar, är ett hett ämne. Forskare vid Lunds universitet i Sverige har för första gången lyckats genomföra framgångsrika experiment med injektion av så kallade "nanowires".
I framtiden förväntas det vara möjligt att sätta in elektroder i nanoskala för att studera inlärnings- och minnesfunktioner och för att behandla patienter som lider av kronisk smärta, depression, och sjukdomar som Parkinsons. Men det är inte känt vad som skulle hända om nanoelektroderna skulle bryta sig loss från sina kontaktpunkter.
Forskare vid Lunds universitet har undersökt detta "värsta fall genom att injicera nanotrådar i råtthjärnor." Nanotrådarna liknar i storlek och formar registreringsnoderna för framtidens elektroder. Resultaten visar att hjärnan "rensar celler" (mikroglia), ta hand om ledningarna. Efter tolv veckor observerades endast mindre skillnader mellan hjärnan i testgruppen och kontrollgruppen. Resultaten publiceras i Nanobokstäver .
"Resultaten indikerar att det här är en möjlig väg att gå efter i framtiden. Nu har vi en bättre bas att utveckla mer avancerade och mer användbara elektroder på än de vi har idag, " förklarar Christelle Prinz, en forskare i fasta tillståndets fysik vid Tekniska fakulteten (LTH), WHO, tillsammans med Cecilia Eriksson Linsmeier vid Medicinska fakulteten, är huvudförfattare till artikeln "Nanowire biokompatibilitet i hjärnan - Letar du efter en nål i en 3D-stack."
Elektroder används redan idag för att motverka symtom på Parkinsons sjukdom, till exempel. Framtida nanoteknik kan möjliggöra förfinad och förbättrad behandling och bana väg för helt nya tillämpningar.
En fördel med nanoskala elektroder är att de kan registrera och stimulera de minsta komponenterna i hjärnan. För att studera den biologiska säkerheten - biokompatibiliteten - för dessa elektroder, forskarna producerade först nanotrådar som sedan blandades in i en vätska som injicerades i råtthjärnorna. Lika många råttor fick lösningen utan nanotrådarna. Efter 1, 6, och 12 veckor, respektive, forskarna tittade på hur råtthjärnorna reagerade på nanotrådarna.
Forskningsprojektet drivs av universitetets tvärvetenskapliga Neuronano Research Center (NRC), koordineras av Jens Schouenborg vid Medicinska fakulteten och finansieras av ett Linnéanslag och Wallenbergstiftelsen, bland andra. Arbetet har involverat forskare från medicinska fakulteten och från Nanometer Consortium, regisserad av Lars Samuelson, LTH.
"Vi studerade två av hjärnvävnadens stödceller:å ena sidan, mikroglia celler, vars uppgift är att "städa" skräp och smittsamma ämnen i hjärnan och, å andra sidan, astrocyter, som bidrar till hjärnans läkningsprocess. Mikroglia "åt" de flesta av nanotrådarna. Under veckorna 6 och 12 kunde vi se rester av dem i mikrogliacellerna, säger Nils Danielsen, en forskare vid NRC.
Antalet nervceller förblev konstant för test- och kontrollgrupper, vilket är ett positivt tecken. Den största skillnaden mellan test- och kontrollgruppen var att den förra hade en större astrocytreaktion efter en vecka, men denna nivå sjönk så småningom. Vid veckorna 6 och 12 kunde forskarna inte upptäcka någon skillnad alls.
"Tillsammans med andra fynd och med tanke på att antalet mikrogliaceller minskade med tiden, resultaten indikerar att hjärnan inte skadades eller skadades kroniskt av nanotrådarna, " avslutar Christelle Prinz.
Mer information: pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl902413x
Källa:Vetenskapsrådet (nyheter:webb)
