Beiträge aus der Wissenschaft

Cochlea-Implantat als Sensor

21.12.2021 08:55

Cochlea-Implantat als Sensor

• Freiburger Forscher*innen entwickeln Sensorfunktion für Elektroden des Innenohr-Implantats
• Grundlage für verbesserte Überprüfung von Lebensdauer und Funktionalität des Implantats

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Plötzlich gesund

Fortschreitende Naturerkenntnis, ganz allgemein gesprochen, ‘Wissenschaft’, ist der stärkste Feind des medizinischen Wunders. Was unseren Vorfahren als Wunder erschien, was einfache Naturvölker heute noch in heftige Erregung versetzt, das berührt den zivilisierten Menschen längst nicht mehr.
Doch es gibt einen Gegensatz, der jedem Denkenden sofort auffällt: der unerhörte, durchaus nicht abgeschlossene Aufstieg der wissenschaftlichen Heilkunde und die ebenso unerhörte Zunahme der Laienbehandlung und der Kurpfuscherei. Man schätzt die Zahl der Menschen, die der Schulmedizin kein Vertrauen schenken, auf immerhin 50 Prozent.
Wie kann es sein, daß Laienbehandler und Kurpfuscher immer wieder spektakuläre Erfolge aufweisen, von denen die Sensationspresse berichtet?
Der Autor geht dieser Frage nach und kommt zu interessanten Erkenntnissen, aus denen er Vorschläge für eine bessere Krankenbehandlung durch seine ärztlichen Standesgenossen ableitet.

Hier geht es weiter …

Das Cochlea-Implantat (CI) ist die erfolgreichste Neuroprothese weltweit. Dank der direkten Stimulation des Hörnervs ermöglicht es mehr als einer halben Million Menschen weltweit das Hören, obwohl die Betroffenen ertaubt oder taub geboren sind. In enger Zusammenarbeit haben Forscher*innen der Medizinischen Fakultät und der Technischen Fakultät der Universität Freiburg eine Methode entwickelt, mit der die Stimulationselektroden gebräuchlicher CIs in elektrochemische Sensoren umgewandelt werden können. Mithilfe dieser neuartigen Sensorfunktion könnte langfristig die Funktionsfähigkeit von Cochlea-Implantaten direkt im Innenohr überwacht werden. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher*innen am 9. Dezember 2021 im Fachmagazin Biosensors and Bioelectronics.

„Spezifische Sensorprotokolle erlauben erstmals die Verwendung der klassischen Stimulationselektroden des Cochlea-Implantats als hochempfindliche und genaue Mikrosensoren“, erläutert Dr. Andreas Weltin, Gruppenleiter am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg. „Diese Sensorfunktion ist die Grundlage für intelligentere Implantate, die direkt im Innenohr den Zustand des Implantats und seiner Umgebung überwachen könnten.“

Im Tiermodell ist es bereits gelungen, den Sauerstoffgehalt der Implantatumgebung zuverlässig und ohne Beeinflussung der Hörnervstimulation zu messen. In einem nächsten Schritt soll nun im Tiermodell überprüft werden, wie beständig die Sensoreigenschaften über einen längeren Zeitraum sind. „Wenn wir auch hier positive Ergebnisse erzielen, könnte dies ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einem dauerhaften sensorgestützten Monitoring von Cochlea-Implantaten sein“, sagt Dr. Nicole Roßkothen-Kuhl, Medizinische Fakultät der Universität Freiburg und Leiterin des Neurobiologischen Forschungslabors in der Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde des Universitätsklinikums Freiburg. Von einem solchen Vor-Ort-Monitoring würden Implantatträger*innen stark profitieren: „Je genauer wir Hinweise auf mögliche Veränderungen erhalten, desto bessere Implantate können entwickelt werden, um möglichst lange einwandfreies Hören zu ermöglichen.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Nicole Roßkothen-Kuhl
Medizinische Fakultät
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Neurobiologisches Forschungslabor
Sektion Experimentell-Klinische Otologie
Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde
Universitätsklinikum Freiburg
Tel.: 0761/270-42730
E-Mail: nicole.rosskothen-kuhl@uniklinik-freiburg.de

Dr. Andreas Weltin
Professur für Sensoren
IMTEK – Institut für Mikrosystemtechnik
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Telefon: 0761 203-7263
E-Mail: weltin@imtek.de

Originalpublikation:

Weltin, A., Kieninger, J., Urban, G. A., Buchholz, S., Arndt, S., Rosskothen-Kuhl, N. (2021): Standard cochlear implants as electrochemical sensors: Intracochlear oxygen measurements in vivo. In: Biosensors and Bioelectronics. DOI: 10.1016/j.bios.2021.113859

Komplettes Paper (ohne Anmeldung abrufbar bis 31. Januar 2022)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566321008964?dgcid=coauth…