Annons

Nerverna kopplar upp sig

Kiselplattor i ögat, aluminium i ryggraden och utskrivna urinrör. Framtidens mänskliga reservdelar bygger på elektronik, kemi och nanoteknik.

Nanoteknik gör implantaten i örat mer finstämda

För den som helt saknar hörsel räcker det inte med en hörapparat som förstärker ljud. Ett så kallat cochleaimplantat stimulerar i stället nerverna direkt i innerörats snäcka (vars latinska namn är cochlea).

Implantatet består av en mikrofon kopplad till en liten dator som omvandlar ljudet till elektriska impulser som via elektroder stimulerar hörselnerven. Det är en ganska omfattande operation som också kräver en längre tids övning för att bäraren ska kunna dra nytta av protesen.

Ingreppet ger inte normal hörsel, för det krävs framför allt betydligt finare kontaktyta mellan elektroniken och nerverna. Ett exempel på sådan teknik kommer från forskare vid University of Michigan i USA som har utvecklat ett nytt bandliknande implantat. Deras elektroder är tunnare och därmed lättare att föra längre in i snäckan.

Ännu tunnare är de elektroder som formas med nanoteknik.

Rodolfo Llinas, professor i neurovetenskap vid New York University, har tillsammans med forskare vid Massachusetts Institute of Technology utvecklat en elektrod av plast som är bara 600 nanometer tjock. Om man tvinnar samman flera trådar kan man styra dem och därigenom nå fler nervtrådar med ökad precision.

Ben som stelnar i kroppen

För att ersätta ben i kroppen används ofta titan, eftersom metallen har den unika egenskapen att den inte stöts bort. I stället växer vävnaden omkring titanet fast i metallen. Metoden utvecklades av den svenske anatomen Per-Ingvar Brånemark.

I vissa fall är det mer lämpligt med formbara material som plast eller keramer. Uppfinnaren Leif Hermansson har nyligen utvecklat en keram som består av kalcium och aluminium. Den är först mjuk och kan då injiceras i kroppen. Till skillnad från många andra keramer härdar den sedan med hjälp av bara vatten och i vanlig kroppstemperatur. När den stelnat är den i princip identisk med kroppens egna material. Den kan användas till exempel som rotfyllnadsmaterial i tänder eller förstärkningsmaterial i ryggkotor.

Skriva ut organ i skrivare laddad med celler

Att bygga proteser och konstgjorda organ av patientens egna celler har många fördelar. De kommer inte att stötas bort av immunsystemet, och de får förhoppningsvis samma funktioner som ett transplanterat organ från en annan människa. Det finns flera föreslagna metoder för att bygga organen. För att ge organet rätt form kan man till exempel låta cellerna växa på en form som med tiden försvinner av sig själv. Ett exempel är de urinrör som odlas av Gunnar Kratz och hans forskargrupp vid Linköpings universitet. Man kan också karva fram organet ur ett block, men då krävs en större mängd material att utgå från.

En mer spektakulär metod prövas av bland andra Gabor Forgacs vid University of Missouri-Columbia. Han använder en skrivare som likt en bläckstråleskrivare printar organen. I stället för vanligt bläck laddar han skrivaren med bio-bläck, som består av små kulor med tusentals celler. Skrivaren sprutar ut cellerna på ett slags bio-papper, en gel som först stöder cellerna men sedan löses upp. Genom att skriva ut på flera papper som läggs ovanpå varandra kan man få en tredimensionell form.

Gabor Forgacs har på detta sätt lyckats bygga en blodkärlsliknande struktur med celler från hamstrar. Han har också visat att man med olika celler, likt en skrivare som skriver med flera färger, kan bygga mer komplexa strukturer.

Synnerven växer ihop med kiselkretsen

Det är fortfarande långt kvar till fullt fungerande ögonproteser. Men små steg tas hela tiden för att hjälpa synskadade att skapa eller återfå viss syn. Ett amerikanskt företag har till exempel tagit fram ett chips som på konstgjord väg kan stimulera skadade celler i ögats näthinna. Chipset, som är 2 millimeter i diameter, innehåller 5 000 solceller som reagerar på inkommande ljus. Varje liten solcell har en egen elektrod som ska reta näthinnans nerver. Protesen kräver goda ljusförhållanden för att fungera. Ett liknande tyskt chips förstärker signalen och fungerar därmed i ljussvagare situationer, men kräver å andra sidan kontinuerlig tillförsel av ström.

Ett problem med denna och liknande implantat är att de retar många nervceller i taget. Elektroderna är betydligt större än nervtrådarna som de ska stimulera, och det elektriska fältet kring dem är inte isolerat utan stör därför omkringliggande nervceller.

Stacy Bent, kemiingenjör vid Stanford University i Kalifornien, försöker gå en annan väg. Hon låter cellerna närma sig elektroniken i stället för tvärtom. I laboratoriemiljö har hon lyckats få nervceller att växa ihop med en kiselplatta och kan på så vis stimulera en nervcell i taget. Steget till försök på djur och senare på människor beskriver hon dock som långt.

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
11 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Lägg till kommentar