Ein kleines Implantat soll Flüssigkeit direkt ins Gehirngewebe abgeben und mithilfe von Ultraschall weiter verteilen. Forschende des Massachusetts Institute of Technology und weiterer Einrichtungen haben den Prototyp LUCID in einem Gewebemodell und an Mäusen getestet. Im Tierversuch erreichte ein Kontrastmittel mit dem Gerät im Durchschnitt ein größeres Gebiet als bei einer Vergleichsinjektion.
Das Team denkt dabei unter anderem an eine spätere Behandlung nach der Operation eines Glioblastoms, eines aggressiven Hirntumors. Die veröffentlichte Studie untersucht jedoch die Verteilung von Teststoffen, keine Krebstherapie bei Menschen. Wie gut sich das System langfristig in lebendem Gewebe verträgt, ist noch offen.
Das Problem beginnt schon am Weg ins Gehirn
Das Gehirn ist durch eine besondere Barriere zwischen Blutgefäßen und Gewebe geschützt. Diese Blut-Hirn-Schranke hält viele Stoffe zurück, erschwert aber auch, dass manche Medikamente nach einer Infusion über das Blut ihren Zielort erreichen.
Eine Möglichkeit ist, eine Flüssigkeit direkt über eine dünne Kanüle ins Gewebe zu leiten. Damit umgeht sie die Schranke. Anschließend muss sie sich aber vom Ende der Kanüle aus im dichten Gewebe verteilen. Genau an dieser Stelle setzt LUCID an: winzige Ultraschallwandler nahe der Spitze versetzen die Umgebung in Schwingung und unterstützen so den Transport der Flüssigkeit.
Das Gerät kombiniert eine gedruckte Kanüle mit einer flexiblen Fläche aus 24 kleinen Ultraschallwandlern. Dazu gehören ein Flüssigkeitsreservoir, eine kleine Pumpe und Elektronik für drahtlose Steuerung. Das MIT beschreibt ein Reservoir für rund 100 Mikroliter Flüssigkeit. Die technische Anordnung ist ein Forschungsprototyp und noch kein zugelassenes Gerät für Patientinnen und Patienten.
Was bei fünf Mäusen pro Gruppe gemessen wurde
Für den Tierversuch verwendeten die Forschenden ein Kontrastmittel, dessen Verteilung sie mit Magnetresonanztomografie sichtbar machten. Sie verglichen zwei Gruppen mit jeweils fünf Mäusen: eine erhielt die Flüssigkeit über eine Spritze, die andere über LUCID mit Ultraschall. Menge und Infusionsgeschwindigkeit waren dabei gleich.
Etwa eine Stunde nach der Infusion umfasste das kontrastverstärkte Gebiet im Durchschnitt 31,2 Kubikmillimeter mit LUCID und 22,3 Kubikmillimeter mit der Spritze. Das entspricht in diesem kleinen Versuch einem rund 40 Prozent größeren Verteilungsvolumen. Gemessen wurde die räumliche Verteilung eines Kontrastmittels, nicht die Wirkung eines Medikaments auf einen Tumor.
Die Untersuchung sollte den Transport innerhalb des Gewebes erfassen. Die Flüssigkeit wurde direkt eingebracht. Daraus folgt für diesen Versuch kein Nachweis, dass Ultraschall die Blut-Hirn-Schranke geöffnet und so einen Stoff aus dem Blut ins Gehirn gelassen hätte.
Zwanzig Stunden im Modell, nicht im lebenden Gehirn
In einem weiteren Test lief das drahtlos betriebene System 20 Stunden an einem Gewebemodell. Ein solcher künstlicher Ersatz erlaubt es, den Betrieb und die Ausbreitung unter kontrollierten Bedingungen zu beobachten. Er bildet aber nicht alle Reaktionen lebenden Gewebes ab. Der längere Modellversuch und der kurze Mäuseversuch beantworten deshalb unterschiedliche Fragen.
Das Forschungsteam sieht eine mögliche Anwendung nach einer Tumoroperation: Die Kanüle könnte einmal platziert werden und später Stoffe lokal abgeben. Ob das Gerät über längere Zeit zuverlässig arbeitet, wie Gewebe auf ein Implantat reagiert und ob ein Wirkstoff in dieser Form bei Menschen hilft, müsste in weiteren Studien geklärt werden.
Die Idee hinter LUCID ist damit klar umrissen: Nicht mehr Flüssigkeit allein soll den Unterschied machen. Die Forschenden verbinden eine lokale Infusion mit Schwingungen an ihrem Ausgang, damit sich die abgegebene Substanz weiter im umliegenden Gewebe verteilt.
Quellen
- Jason F. Hou, Sarah B. Ornellas und weitere: Long-term ultrasound-enhanced convective injection device for neural drug delivery, Device, 2026; Volltext über das MIT Media Lab.
- Anne Trafton, MIT News: Implantable device uses ultrasound to improve drug delivery to the brain, 26. Oktober 2026.
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