Voor de behandeling van ziekten als reumatoïde artritis, chronische hoofdpijn, astma of zelfs de ziekte van Parkinson doen artsen dan ook steeds vaker een beroep op neuromodulatie. Dat is stimulatie van zenuwen door middel van elektrische impulsen. Deze gepersonaliseerde behandelingsmethode is prettiger voor de patiënt. Maar ook vermindert het de duur van het ziekenhuisverblijf en de kosten van de gezondheidszorg.
Naast speciale geneesmiddelen wordt bij deze aanpak vooral gebruik gemaakt van zogenaamde elektroceutica. Dat zijn micro-implantaten die de patiënt plaatselijk en op maat behandelen met elektrische stroompjes. Ze hebben geen bijwerkingen. Onderzoekers van het onderzoekscentrum Fraunhofer IZM ontwikkelen nu een nieuwe generatie micro-implantaten. Deze maken gebruik van ultrageluid in plaats van elektriciteit. Daardoor kunnen de nieuwe implantaten ook volledig draadloos worden opgeladen.
Ultrageluid
Ultrageluidsgolven dringen van buitenaf het lichaam binnen, waardoor ze ook het micro-implantaat kunnen bereiken. In tegenstelling tot conventionele toestellen die door batterijen worden opgeladen, kunnen dergelijke implantaten dus ook van buitenaf worden opgeladen. Hierdoor is het niet meer nodig om batterijen te vervangen of deze door middel van een kabel op te laden. Aangezien er geen extra batterij nodig is, zijn de nieuwe micro-implantaten ook veel kleiner. Dit betekent dat ze zelfs kleine zenuwen van 20 micron nauwkeurig kunnen stimuleren.
Een ander voordeel is dat de implantaten, in tegenstelling tot oplossingen die op batterijen werken, ver in het lichaam kunnen worden ingebracht. Conventionele implantaten kunnen alleen dicht bij de huid worden ingebracht. En er is ook een klein verschil in de manier waarop ze werken. Terwijl door batterijen aangedreven implantaten gelijkstroomimpulsen afgeven, worden de nieuwe implantaten in trilling gebracht door hoogfrequent geluid. Deze beweging wordt vervolgens omgezet in elektrische energie voor het micro-implantaat.
Bouwstenen
Een probleem is het volgens de wetenschappers nog grote verliezen tijdens de energieoverdracht te vermijden. Een andere probleem is dat de totale omvang van het implantaat niet groter mag zijn dan enkele millimeters en dat deze heel lang mee moet gaan. De onderzoekers werken momenteel aan het samenstellen van de juiste materialen voor het prototype. Deze moeten biocompatibel zijn en tevens geschikt voor inkapseling en energieoverdracht via geluidsgolven.
Het project loopt tot juni 2023. Tegen die tijd hopen de wetenschappers een soort ‘gereedschapskist’ te hebben ontwikkeld met modules voor snellere, goedkopere en krachtigere medische technologie. In de toekomst kunnen deze basisbouwstenen verder worden ontwikkeld in ander onderzoek. Bijvoorbeeld voor gespecialiseerde toepassingen op het gebied van draadloze micro-implantaten, organ-on-chip, 3D-echografie, permanente bewaking door middel van sensoren, therapietrouw van geneesmiddelen door intelligente toediening en röntgenvrije chirurgie met optische detectie.
Ook interessant: Implantaten sturen na zenuwbeschadiging draadloos ledematen aan
