Implantat: Aluminiumoxid schützt Siliziumchips

US-Forscher haben einen Siliziumchip entwickelt, der Proteine im Körper erkennen und implantiert werden kann. Er ist durch eine spezielle Beschichtung geschützt.

Artikel veröffentlicht am 11. Juni 2013, 18:32 Uhr, Werner Pluta

Beschichteter Sensor in der Lösung: Abstoßung früh erkennen (Bild: Ohio State University)

Eine neuartige Beschichtung aus Aluminiumoxid, die US-Forscher entwickelt haben, soll Siliziumchips ermöglichen, die sich implantieren lassen. Einen ersten Sensor, der bestimmte Proteine aufspürt, haben die Forscher um Paul Berger schon gebaut.

Silizium sei ein gutes Material für implantierbare Chips, da es günstig und ungiftig sei, erklärt der Wissenschaftler von der Universität des US-Bundesstaates Ohio in Minneapolis. Allerdings könne es zu Wechselwirkungen mit den Körperflüssigkeiten kommen, die die Chips beeinflussten: Im Körper steuerten Elektrolyte wie Natrium und Kalium Nerven und Muskeln, indem sie eine positive oder eine negative elektrische Ladung transportierten, die wiederum eine chemische Reaktion auslöse. Absorbiere aber das Silizium diese Ladungen, könnten falsche Messwerte die Folge sein.

Chips in Lösung

Die Forscher haben deshalb die Siliziumchips mit einer dünnen Schicht aus Aluminiumoxid überzogen. Diese legten sie dann 24 Stunden in eine Lösung, die den Körperflüssigkeiten entspricht. Danach testeten sie die Chips. Dabei stellten sie fest, dass die Körperflüssigkeiten den Sensoren nichts anhaben konnten und diese danach einwandfrei funktionierten.

Berger und seine Kollegen haben einen Sensor gebaut, der die Abstoßung eines implantierten Organs in einem frühen Stadium erfassen soll. Der Sensor erkennt ein bestimmtes Protein, das bei einer solchen Reaktion freigesetzt wird. Ein Arzt könnte eine Nadel, die mit solchen Sensoren besetzt ist, in der Nähe des transplantierten Organs in den Körper des Patienten einführen und prüfen, ob das Protein dort vorhanden ist. Entsprechend kann er dann die Dosis des Medikaments, das die Abstoßung verhindert, anpassen.

"Es gibt bereits Sensoren, die diese Proteine sehr gut nachweisen, die bestehen aber aus Silizium. Ich habe mich gefragt, ob wir nicht eine Beschichtung entwickeln können, die das Silizium schützt und es ermöglicht, dass es in direktem Kontakt mit Blut, Körperflüssigkeiten und lebendem Gewebe funktioniert", sagte Berger. Mit der Technik, die bereits zum Patent angemeldet ist, sollen sich auch günstige Chips herstellen lassen, die dauerhaft in den Körper eingesetzt werden.