Dr. Stephan Reuter
Redakteur Teil „Medizintechnik“.
Messsystem ermittelt die Konzentration von Nanopartikeln
Nanoteilchen sind in der Medizin interessant, um Medikamente oder Impfstoffe gezielt tief in den Körper zu transportieren. Für solche Zwecke muss die Konzentration der winzigen Teilchen möglichst genau bekannt sein. Jetzt wurde in einer Kooperation zwischen der Physikalisch- Technischen Bundesanstalt (PTB) und der Firma LUM GmbH in Berlin ein Analysemesssystem entwickelt. Es misst das Licht, das von jedem einzelnen Nanopartikel in verschiedenste Richtungen gestreut wird. Das System lässt sich für Nanoteilchen mit rund 40 nm Größe bis hin zu Mikropartikeln von ca. 10 µm verwenden.
Im Einzelpartikelzähler wird die Suspension mit einer Kanüle in den konischen Bereich der Durchflussküvette injiziert und anschließend durch die Verjüngung und den umgebenden Hüllstrom beschleunigt. Dadurch werden die Partikel entlang der Strömungsrichtung separiert und passieren überwiegend einzeln den Laserfokus. Dabei wird für jedes Partikel das Streulicht in Laserstrahlrichtung (Vorwärtsstreuung) und senkrecht dazu (Seitwärtsstreuung) gemessen.
Die Medizin setzt große Hoffnungen auf Nanoteilchen: Sie könnten beispielsweise als Vehikel dienen, mit deren Hilfe Medikamente biologische Barrieren wie die Luft-Blut- oder die Blut-Hirn-Schranke überwinden.
Umgekehrt stellen Nanopartikel große Anforderungen an die Messtechnik, die man für die Produktentwicklung, die Kontrolle der Produktionsqualität und nicht zuletzt auch für die Risikobewertung der Produkte braucht.
Erste Geräte sind bereits bei einem globalen Pharmakonzern in der EU für die Entwicklung eines Coronaimpfstoffes sowie bei einem namhaften deutschen Forschungsinstitut im Einsatz.
Quelle: es/ptb / Dr. Martin Hussels
Maßgeschneiderte Wundauflagen aus Tropoelastin
Die Behandlung komplexer Wunderkrankungen, wie Ulcus Cruris, im Volksmund „offenes Bein“ genannt, oder diabetischer Wunden stellt für medizinisches Personal eine schwierige, für die Betroffenen eine langfristige und für die Kassen eine kostspielige Aufgabe dar. Für die Versorgung solcher Wunden kommen inzwischen proteinbasierte Materialien zum Einsatz, die jedoch aufgrund ihrer Herstellung aus tierischen Geweben erhöhte Infektionsrisiken bergen. Im Rahmne eines Forschungsprojekts werden biomedizinisch einsetzbare Materialien auf der Basis von humanem Tropoelastin entwickelt. Dieses Vorläufermaterial wird im Körper zu Elastin umgewandelt, einem lebensnotwendigen und langlebigen Strukturprotein mit außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften.
Elastin ist chemisch und enzymatisch äußerst stabil, biokompatibel und erzeugt bei der Anwendung als Biomaterial bei Menschen keine immunologischen Abstoßungen. Daher war das Ziel am Fraunhofer IMWS auf Basis des humanen Tropoelastins neue und innovative Lösungen für die Behandlung komplexer Wunden zu schaffen.
Quelle: Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS (imws.fraunhofer.de)
Mikroplastik schädigt Zellmembran
Kleinste Plastikteilchen von mikrometrischer Größe sind überall präsent, in den Ozeanen, in der Luft, sie wurden sogar schon in der menschlichen Plazenta gesichtet. Dr. Jean-Baptiste Fleury am Lehrstuhl von Prof. Ralf Seemann an der Universität des Saarlandes untersucht den Einfluss von Mikroplastik auf Zellmembranen. Mikroplastik dehnt die Membranen menschlicher roter Blutkörperchen und verringert dadurch deren mechanische Stabilität stark.
Neues Verständnis von Aortendissektionen
Ultraschall für Mikroimplantate
Elektrozeutika sind mit elektronischen Lösungen ausgestattete Mikroimplantate, die mit Strom personalisiert und lokal behandeln, ohne dabei Nebenwirkungen im Körper auszulösen. Nun haben Forschende am Fraunhofer IZM einen neuen Weg eingeschlagen und setzen dabei anstelle von Strom auf Ultraschall.
Wenn das Gebiss aus dem Drucker kommt
Ein Forschungsprojekt beschäftigt sich mit den Chancen des 3D-Drucks in der Zahnmedizin. Großes Potential liegt dabei in der Nutzung innovativer Werkstoffe und der Integration zusätzlicher Funktionalitäten in den Zahnersatz, die den Tragekomfort für den Patienten erhöhen. Die additive Fertigung könnte es gestatten, deutlich komplexere Implantate nach einem 3D-Scan des Mundraums sofort zu drucken und damit Wartezeiten zu verkürzen. Über additive Verfahren ließen sich beispielsweise auch Metall- und Kunststoffmaterialien für eine verbesserte Ästhetik miteinander kombinieren.
Optogenetische Gentherapie lässt Erblindeten partiell wieder sehen
Ein internationales Forschungsteam konnte zeigen, dass eine optogenetische Gentherapie bei einem wegen erblicher Retinitis pigmentosa erblindeten Patienten dazu beiträgt, einen Teil der Sehkraft wiederherzustellen. Dies ist ein Meilenstein auf dem Weg zu Gentherapien zur potenziellen Umkehr von Blindheit.
Neuer Blick ins Gehirn in Ultra-HD
Wissenschaftler der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg sammelten über 10 Jahre mittels Magnetresonanztomographie (MRT) Bilddaten von Gehirnstrukturen eines einzelnen Probanden mit der bisher höchsten räumlichen Auflösung, die je an einem lebenden Probanden gemessen wurde.
Bioinispirierte Oberflächen
Technische Beschichtungen, an denen das Wasser in großen Tropfen abperlt, so dass sich die Oberflächen selbst reinigen können, haben ihr Vorbild in der Natur. Das bekannteste Beispiel sind die Blätter der Lotus-Pflanze. Den nach ihr benannten Lotus-Effekt versucht man schon seit Jahren künstlich nachzuahmen.