Onderzoekers van de University of Chicago hebben een innovatieve methode ontwikkeld om lithium-ionen lokaal in het lichaam toe te dienen. De technologie, geïnspireerd op lithium-ionbatterijen, maakt het mogelijk om pijn gerichter te behandelen zonder de bijwerkingen die optreden bij orale medicatie.
Lithium wordt al decennialang gebruikt in de geneeskunde, onder meer als stemmingsstabilisator. Het heeft ook potentie als medicatie voor pijnbestrijding en neurologische aandoeningen. Een belangrijk nadeel is echter dat lithium via orale inname door het hele lichaam wordt verspreid, wat nadelige gevolgen kan hebben voor onder meer nieren en lever.
Gerichte toediening van lithium
Om dit probleem te omzeilen, ontwikkelden onderzoekers een methode om lithium direct op de juiste plek in het lichaam af te geven. Daarbij maakten zij gebruik van materialen die ook worden toegepast in batterijen, zoals lithium-ijzerfosfaat. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Materials.
Het onderzoeksteam ontwierp een kleine, flexibele slimme pleister die op of nabij zenuwweefsel kan worden geplaatst. Door een korte elektrische stimulatie kan de pleister lithium-ionen vrijgeven, waardoor de activiteit van zenuwen lokaal wordt geremd. “Lithium remt de zenuwactiviteit, waardoor het potentieel zeer nuttig kan zijn. we beschikken over tal van biomedische methoden om zenuwen gericht te stimuleren, maar over minder om ze te remmen, terwijl dat juist nodig is voor pijnbestrijding en bij andere aandoeningen”, aldus eerste auteur Zhe Cheng.
In experimenten met muizen en ratten bleek de technologie effectief in het verminderen van zenuwsignalen. Daarbij bleef de werking sterk lokaal, zonder dat lithium zich verspreidde naar andere delen van het lichaam.
Breder inzetbaar in de toekomst
De onderzoekers benadrukken dat het hier om een eerste proof-of-concept gaat, maar zien brede toepassingsmogelijkheden. Zo zou de technologie in de toekomst mogelijk kunnen worden geïntegreerd in bijvoorbeeld elektrische acupunctuur, waardoor implantatie niet altijd nodig is.
Daarnaast biedt de aanpak perspectief voor het gebruik van andere biologisch relevante ionen, zoals magnesium, zink of calcium, om verschillende aandoeningen gericht te behandelen.
Met deze ontwikkeling wordt een nieuwe richting verkend waarin materiaalwetenschap, energieopslagtechnologie en biomedische toepassingen samenkomen. Volgens de onderzoekers kan dit bijdragen aan meer gerichte en patiëntvriendelijke behandelingen voor pijn en andere neurologische aandoeningen.
Slimme pleister voor antibiotica
Enkele weken geleden schreven we over de ontwikkeling van een slimme sensorpleister die continu de concentratie van het antibioticum vancomycine in het lichaam meet. De pleister, gebaseerd op zogenoemde aptameren in micronaaldjes, analyseert elke vijf minuten lichaamsvocht en biedt een minder belastend alternatief voor herhaalde bloedafnames.
Deze innovatie maakt het mogelijk om doseringen sneller en nauwkeuriger aan te passen, wat het risico op bijwerkingen zoals nierschade kan verminderen. De technologie kan ook worden toegepast voor andere geneesmiddelen en biomarkers, bijvoorbeeld voor snellere detectie en behandeling van sepsis.
