Rückenmark-Stimulation

Bestimmte Arten von chronischen Schmerzen haben ihre Ursache in einer Reizung des Nervensystems. Diese sogenannten neuropathischen Schmerzen äußern sich vielfach als Schmerzen im unteren Rücken oder den Beinen.

Rückenschmerzen sind Studien der Deutschen Schmerzliga e.V. sowie der Deutschen Schmerzgesellschaft e.V. zufolge mit 69% die häufigste Form chronischer Schmerzen. 8 bis 10 Millionen Deutsche leben mit chronischen Rückenschmerzen. Nach Schätzungen der US-amerikanischen National Institutes of Health sind mehr als 10% der Bevölkerung in den USA von chronischem Schmerz betroffen.

Das Potential der Neurotechnologie

Häufig können derartige Schmerzen durch Physiotherapie, chirurgische Eingriffe oder alternative Therapien behoben werden. In Fällen, bei denen keine andere Therapie den Schmerz mindert, kann eine elektrische Stimulation des Rückenmarks oder der Spinalganglien helfen (https://www.special-rueckenschmerz.de/chronische-schmerzen/therapie-behandlung/neurostimulatoren-gegen-chronische-rueckenschmerzen-id63564.html; Dones & Levi 2018; Hunter et al., 2018).

Hierzu werden Elektroden in den Raum über dem Rückenmark oder in die Nähe der Spinal-Ganglien implantiert und mit Stimulationsgeneratoren verbunden. Die elektrischen Stimulationspulse, die an das Gewebe abgegeben werden, sorgen für eine Linderung des Schmerzgefühls.

Stand der Forschung und Technik

Es gibt bereits eine Reihe von kommerziell erhältlichen und für den klinischen Einsatz zugelassenen Neurostimulatoren zur Stimulation des Rückenmarks. Etwa 15.000 Patienten erhalten jährlich ein entsprechendes Implantat. Rückenmark-Stimulation ist damit die aktuell am häufigsten eingesetzte Form der Neurostimulation.

Teilweise sind die Implantat-Systeme sogar bereits in der Lage, in einer geringen Kanalzahl im sogenannten Closed-Loop zu arbeiten. Dabei wird die Stimulationsstärke entweder an die Körperposition (Denison & Litt, 2014) oder an die gemessene elektrische Nervenaktivität (Russo et al., 2018) angepasst. Gleichzeitig erhöhen sich die Kanalzahlen der klinisch zugelassenen Systeme beständig.

Hoch-kanalige und komplexere Closed-Loop Interaktionen mit dem Nervengewebe könnten die Therapie wahrscheinlich nochmals entscheidend verbessern.

Lösungen auf Basis von CorTec-Technologien

Die Elektroden von CorTec, insbesondere die flachen °AirRay Grid-Elektroden , eignen sich grundsätzlich für die Stimulation des Rückenmarks. Vor allem als Komponenten von Gesamt-Systemen können sie individualisiert und in hoch-auflösenden Designs genau auf die Anwendung optimiert werden. Dies bietet eine größere räumliche Auflösung des zu stimulierenden Areals, was dazu beitragen kann, die schmerzauslösenden Areale besser zu treffen und neue, präzisere Therapien zu erschließen.

Die Kombination der °AirRay Elektroden mit dem Brain Interchange System bietet zudem die Option, speziell ausgelegte Elektroden-Designs mit einer langfristigen Closed-Loop Schmerz-Therapie zu verbinden: Die Brain Interchange Technologie ist in der Lage, auf neuronale Aktivitäten zu reagieren und die Stimulation entsprechend anzupassen.

Durch seine hohe Kanal-Zahl zusammen mit der Möglichkeit, an allen Kontakten sowohl abzuleiten als auch zu stimulieren, bietet das Brain Interchange System technisch größtmögliche Flexibilität für eine Therapie, die sich genau an den Bedarf des Patienten anpassen kann.

Die °AirRay Elektroden von CorTec können in unterschiedlichsten Designs im Rahmen wissenschaftlicher Studien wie auch als Komponenten von therapeutischen Komplett-Systemen zum Einsatz kommen. Das Brain Interchange System befindet sich derzeit in der Entwicklung. Erste klinische Pilotstudien sind in Vorbereitung, die die Sicherheit und Funktionalität des Systems demonstrieren sollen.

Weiterführende Links und Literatur

Fachliteratur

Rückenmark-Stimulation

Spinal Cord Stimulation for Neuropathic Pain: Current Trends and Future Applications.

Dones I, Levi V.

Brain Sci. 2018 Jul 24;8(8). pii: E138. doi: 10.3390/brainsci8080138. Review.

 

Spinalganglien-Stimulation

DRG FOCUS: A Multicenter Study Evaluating Dorsal Root Ganglion Stimulation and Predictors for Trial Success.

Hunter CW, Sayed D, Lubenow T, Davis T, Carlson J, Rowe J, Justiz R, McJunkin T, Deer T, Mehta P, Falowski S, Kapural L, Pope J, Mekhail N.

Neuromodulation. 2018 Aug 7. doi: 10.1111/ner.12796. [Epub ahead of print]

 

Closed-Loop Stimulation

Effective Relief of Pain and Associated Symptoms With Closed-Loop Spinal Cord Stimulation System: Preliminary Results of the Avalon Study.

Russo M, Cousins MJ, Brooker C, Taylor N, Boesel T, Sullivan R, Poree L, Shariati NH, Hanson E, Parker J.

Neuromodulation. 2018 Jan;21(1):38-47. doi: 10.1111/ner.12684. Epub 2017 Sep 18.

 

Closed-loop neurostimulation: the clinical experience.

Sun FT, Morrell MJ.

Neurotherapeutics. 2014 Jul;11(3):553-63. doi: 10.1007/s13311-014-0280-3. Review.

 

Advancing neuromodulation through control systems: a general framework and case study in posture-responsive stimulation.

Denison T, Litt B.

Neuromodulation. 2014 Jun;17 Suppl 1:48-57. doi: 10.1111/ner.12170.