„Das Problem bei vorherigen Methoden, die einzelne Zellen injizierten, war eine geringe Lebensfähigkeit der Zelle und eine niedrige Wirksamkeit“, sagt Ingrid Wilke vom Rensselaer Polytechnic Institute. Die Forscher setzten gezielte Lichtimpulse eines Femtosekundenlasers ein. Diese schufen eine Öffnung in der Zellwand und regten die Zelle dazu an fremde Moleküle aufzunehmen.

Der Laserstrahl dient dabei als eine Art Nadel, die die Schutzhaut, die um die Zelle ist, durchsticht und die Zelle dazu anregt die Substanz, die sie umgibt, aufzunehmen. In diesem Fall setzten die Forscher einen gelben Jodfarbstoff als ihren „Impfstoff“ auf der Nanoebene ein, damit die Ergebnisse der Injektion leicht auf mikroskopischen Aufnahmen sichtbar waren.

Eine Femtosekunde ist eine billiardstel Sekunde. Die Laser stoßen Strahlung im Nahinfrarotbereich (NIR) aus. Das bedeutet die Strahlen sind für menschliche Augen nicht sichtbar. Laut Wilke fanden die Forscher bei der Analyse heraus, dass die NIR-Laser die Zelle unversehrt lassen. Doch nur bis zu einer gewissen Stärke.

„Wir fanden heraus, dass die Größe der Löcher sehr stark von der Intensität des Lasers abhing. Indem wir die Stärke des Lasers veränderten, konnten wir die Zelle dazu anregen, so viel oder so wenig von der Substanz aufzunehmen, wie wir wollten. Wir untersuchten auch die Stärke, bei der die Zelle erstmals durchdrungen werden kann, und den Pegel bei dem sie sich auflösen würde“, erklärte Wilke.

Die Forscher fanden heraus, dass Zellen bei einer Intensität von vier Terawatt pro Quadratzentimeter durchdrungen werden können. Die Größe der Öffnung nahm zu, wenn die Stärke erhöht wurde. Wenn mehr als 35 Terawatt pro Quadratzentimeter erreicht waren, löste sich die Zelle auf und war nicht mehr lebensfähig.

MEDICA.de; Quelle: Rensselaer Polytechnic Institute (RPI)