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Winzige Glübirnen gegen Parkinson

Neuro-Stimulation mit Licht: Drahtlose OLEDs aktivieren Nerven

25. April 2024, 11:49 Uhr | mit Material der Universität zu Köln (uh)

Die winzigen OLEDs sollen im Körper als Glühbirnen fungieren und Gewebe im menschlichen Körper von Innen beleuchten und mittels optischer Stimulation Nerven anregn.

Neuer Therapieansatz für neurologischen Erkrankungen und schwer heilbaren Augenleiden: Kölner Forschende haben neuartige, drahtlose OLEDs (Organische Leuchtdioden) entwickelt. Mittels optischer Stimulation werden Nerven zielgerichtet und minimal-invasiv mit Licht angeregt.

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Die optische Stimulation hat sich in den letzten Jahren als eine vielversprechende Alternative zur herkömmlichen elektrischen Stimulation etabliert. Diese Technik ermöglicht eine hochselektive Aktivierung von Nervenzellen, teilweise sogar auf der Ebene einzelner Zellen. In ersten klinischen Studien wurden bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt, insbesondere bei der Behandlung von bisher als unheilbar geltenden Augenkrankheiten.

Drahtlose OLEDs gegen Parkinson-Lähmung

Die am Humboldt Centre for Nano- and Biophotonics an der Universität zu Köln neu entwickelten drahtlosen OLEDs sind sehr klein und voller technischer Finesse, als Trägermaterial wie auch als auch als Energiequelle dienen »akustischen Antennen«, wie sie momentan für die Detektion niedriger Magnetfelder zum Einsatz kommen.

Die kleinen OLED-Lichtquellen können unabhängig voneinander gesteuert werden, ohne dass zusätzliche Elektronik benötigt wird. Dies ist ein entscheidender Vorteil, da es die Komplexität der Stimulationsgeräte reduziert und ihre Anwendung in sensiblen oder schwer zugänglichen Körperregionen ermöglicht. Wo bisher recht große Stimulatoren implantiert werden müssen, sollen die winzigen OLEDs als Glühbirnen fungieren und Gewebe im menschlichen Körper von innen ‚beleuchten‘.

Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Dr. Malte Gather arbeitet daran, die Größe dieser OLEDs weiter zu reduzieren und ihre Effizienz in einem Tiermodell zu testen. Ziel ist es, die Technologie so anzupassen, dass sie in Zukunft zur Behandlung von Lähmungen, die im Spätverlauf der Parkinson-Krankheit auftreten, eingesetzt werden kann.

Sub-Megahertz-Frequenzen für die Biomedizin

Ein weiterer Aspekt der Technologie ist die Nutzung von Sub-Megahertz-Frequenzen. Diese Frequenzen werden normalerweise für die U-Boot-Kommunikation verwendet, da sie nur schwach von Wasser absorbiert werden. Für die biomedizinische Anwendung ist diese Eigenschaft besonders vorteilhaft, da sie eine tiefere und weniger invasive Penetration in das Gewebe ermöglicht, ohne negative Auswirkungen zu verursachen.

Neue Therapien in Neurologie und Augenheilkunde

Die Forschenden sind optimistisch, dass die Weiterentwicklung und Miniaturisierung der drahtlosen OLEDs sowie die Anpassung der Betriebsfrequenzen es ermöglichen werden, individuelle Stimulatoren in verschiedenen Körperregionen gezielt anzusteuern.

Dies könnte eine revolutionäre Methode zur Behandlung in der Neurologie und Ophthalmologie darstellen, die bisher nur schwer behandelbar waren. Spezifische Bereiche des Nervensystems gezielt zu stimulieren, ohne invasive chirurgische Eingriffe, könnte die Lebensqualität vieler Patienten erheblich verbessern. (uh)