Vävnadsreaktioner i nervsystemet efter elektrodimplantation

Att klargöra i detalj hur nervsystemets olika cellulära komponenter reagerar på implanterade

Implantation av olika biomaterial i kroppens olika vävnader utlöser alltid någon form av vävnadssvar/vävnadsreaktion. Generellt ses en akut reaktion som betingas av den initiala skadan. Senare ses en mer vävnadsspecifik och lokalberoende reaktion. Kunskapen om hur vävnader reagerar på implantation av olika material kommer i huvudsak från situationer relaterade till de ortopediska, odontologis eller plastikkirugiska områdena. Relativt lite är känt om hur nervsystemet reagerar på kronisk implantation av olika elektrodsystem i olika situationer förutom att gliacellsreaktionerna avses vara avgörande. Klinisk tillämpning av tekniken har visat att elektroder i hjärnan kan fungera under lång tid (decennier) utan större besvär för patienten och med avsedd behandlingseffekt. Bästa exemplet på detta är de elektrodsystem som använd för att motverka symtomen vid Parkinsons sjukdom. Funktionen hos en CNS elektrod påverkas av ett antal faktorer. För det första rör sig hjärnan normalt i förhållande till kraniet och om elektroden fästs i kraniet kommer skjuvkrafter att uppstå mellan hjärna och elektrod. Dessa skjuvkrafter kommer att bidraga till den kapsel av astroglia som brukar uppträda i elektrodens närhet. För det andra kommer elektrodernas storlek, form och val av material att påverka vävnadssvarets storlek. Dessutom måste vävnadssvarets storlek vara stabilt över tid då de flesta försök eller behandlingar har ett långt tidsperspektiv. De specifika vävnadsreaktioner som brukar uppstå kring inplanterade elektroder innefattar en mer eller mindre stor kapsel av astroglia kring elektroden, aktivering och rekrytering av mikroglia till skadeområdet samt ett ökat avstånd mellan nervceller och elektrodytan. Det ökade avståndet mellan nervceller och elektrodyta och en mer eller mindre stor kapsel är ett problem i sig då dessa två fenomen direkt motverkar elektrodens syfte, att registrera från eller stimulera nervceller.