Körpergewebe und Technik vertragen sich schlecht. Das eine ist weich und unförmig, das andere hart und starr. Forschern bereitet dieser Gegensatz vor allem Probleme, wenn sie Nervensignale direkt vom Gehirn ableiten wollen. Um eine gute Verbindung zu erreichen, mussten sie bisher Elektroden direkt ins Hirn stechen. Eine Alternative fanden nun Materialwissenschaftler der University of Illinois in Urbana: Ihre Messfühler stecken in Folien aus Seidenprotein, die sich eng an die Hirnwindungen schmiegen.

Im ersten Schritt des neuen Verfahrens ätzen die Forscher um John Rogers ein Gitter von Elektroden und Leiterbahnen aus einer feinen Goldschicht. Diese überziehen sie zuerst mit einer wenige Mikrometer dünnen Kunststofffolie und anschließend mit Fibroin, dem Eiweiß aus Seidenraupenfäden. Nachdem sie die so eingehüllten Messfühler durch ein Loch in der Schädeldecke auf den gewünschten Teil der Hirnrinde gelegt haben, lösen sie die Seide mit Wasser auf – die Überreste werden vom Körper abgebaut. Zurück bleiben die Elektroden in ihrer Kunststoffmembran, die sich zudem dank der Adhäsionskräfte des Wassers besonders dicht an die Konturen der Hirnoberfläche schmiegt.

Bei ersten Versuchen konnten Rogers und seine Kollegen erfolgreich Signale aus dem Sehzentrum von Katzen ableiten. Neben dem besseren Kontakt mit dem Gewebe bestehe auch ein geringeres Verletzungsrisiko, speziell bei dauerhaft implantierten Elektroden, so die Forscher. Denn durch die weichen Bauteile könne sich das Gehirn noch immer gefahrlos im Schädel bewegen, ohne dass dadurch Gewebe zum Schaden komme. Das System könnte nicht nur in der Grundlagenforschung zum Einsatz kommen, sondern beispielsweise auch bei der Suche nach Anfallsherden im Gehirn von Epilepsie-Patienten. (rs)

Kim, D.-H. et al.: Dissolvable Films of Silk Fibroin for Ultrathin Conformal Bio-Integrated Electronics. In: Nature Materials 10.1038/nmat2745, 2010.