Neues Elektrostimulationsimplantat zur Behandlung der idiopathischen Skoliose besteht erste Tests: Wird es in der Praxis funktionieren?

Die idiopathische Skoliose bei Jugendlichen kann durch eine Erkrankung des zentralen Nervensystems verursacht werden, wie jüngste Studien zeigen. Basierend auf dieser Theorie haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme ein Prototyp-Implantat entwickelt, das eine Elektrostimulation ermöglicht, um Nervensignale zu ersetzen, die entweder geschwächt oder durch Krankheit deaktiviert sind.

Von 100 Kindern und Jugendlichen leiden zwei an einer Krümmung der Wirbelsäule, der sogenannten Jugendskoliose. Während diese Wachstumsstörung zu einer dauerhaften Verformung führt, ist die genaue Ursache der Wirbelsäulenkrümmung in 90 Prozent der Fälle unbekannt (oder „idiopathisch“). Die Theorie des zentralen Nervensystems dieser Erkrankung behauptet, dass die Verbindungen zwischen Nerven und Muskeln nur auf einer Seite des Rückens gestört sind, erklärte Dr. Andreas Heinig vom Dresdner Institut. Wenn sich also die Muskeln auf der gesunden Seite zusammenziehen, können die Muskeln auf der ungesunden Seite die Kontraktion nicht ausgleichen, was dazu führt, dass sich die gesamte Wirbelsäule verdreht und verformt.

In Zusammenarbeit mit Partnern in Spanien und Frankreich entwickelte Heinig eine neue Methode zur Behandlung der idiopathischen Jugendskoliose, die auf dieser bekannten Theorie basiert. Im Wesentlichen entschied sich das Forschungsteam, durch Elektrostimulation Nervensignale zu ersetzen, die entweder verloren gegangen sind oder aufgrund von Krankheiten zu schwach funktionieren. Die von ihrem Gerät erzeugten Impulse würden tiefe Muskeln entlang der Wirbelsäule stimulieren und Gegenkontraktionen erzeugen, die wiederum das symmetrische Wachstum anregen.

Ihr Prototyp-Gerät wird im Leistenbereich mit speziell entwickelten präzisionschirurgischen Instrumenten implantiert. Von der Vorrichtung führen acht elektrische Kabel zu ausgewählten Stellen entlang des Rückenmarks, wo Elektroden die schlaffen Muskeln auf der vernachlässigten Seite des Körpers stimulieren. Mehrere zusätzliche Elektroden führen auch zur gesunden Seite des Körpers, um die natürliche Muskelaktivität zu erfassen und die Elektrostimulation entsprechend anzupassen.

Heinig erklärte, dass es 50 Impulse pro Sekunde braucht, um die Rotatormuskeln der Wirbelsäule zu stimulieren, und um korrigierend zu wirken, müssen diese Impulse über einen langen Zeitraum abgegeben werden. Ein typisches Trainingsprogramm würde dann sechs bis acht Stunden Behandlung pro Tag mit mehreren Wellen der Muskelstimulation beinhalten, die durch mindestens zehn Minuten Ruhe getrennt sind. Im Vergleich zu Operationen, bei denen die Wirbelsäule oder die über Jahre getragenen Korsetts verschmelzen, wäre die Elektrostimulation für viele Betroffene jedoch vorzuziehen, da sie sowohl minimal-invasiv ist als auch eine dauerhafte Korrektur bieten könnte.

Erste Proof-of-Concept-Tests haben gezeigt, dass die Technologie einwandfrei ist, wobei das Gerät nahtlos Daten in beide Richtungen sendet und die Muskelaktivierung theoretisch funktioniert.

„Wir haben deutlich gezeigt, dass diese Therapieform technisch machbar ist“, sagte Heinig in einem Unternehmensbericht. „Jetzt ist es an zukünftigen klinischen Studien, zu zeigen, dass die Therapie medizinisch wirksam ist und Skoliose heilen oder zumindest lindern kann.“

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