Mikrosystemtechnik: Hans Dampf in allen Medizinergassen (1. Teil)

von Wiebke Heiss/MEDICA.de

Eigentlich ist es nur ein Kunstwort: Mikrosystemtechnik. Der Begriff beschreibt alles mögliche, sei es optisch, mechanisch oder elektrisch. Hauptsache die Systeme sind winzig. Zudem treiben sich die Techniken überall herum. Im CD-Spieler, Airbag oder Drucker - und mit Riesenpotential auch in der Medizin.15.03.2009

Wenn Jörg Müller an Mikrosystemtechnik denkt, dann fällt ihm eine riesengroße Spielwiese ein. Das ist verständlich, denn der Professor von der Technischen Universität Hamburg-Harburg und Kollegen toben sich mit mehreren Projekten gleichzeitig in diesem Forschungsbereich aus, um klinische Probleme in den Griff zu kriegen. Das macht er nach eigenem Bekunden nicht ganz uneigennützig: „Ich möchte Dinge machen, von denen ich im schlimmsten Fall auch selbst profitieren kann“, sagt er und lacht. Dabei muss der Leiter des Instituts für Mikrosystemtechnik wohl auch an Hilfe bei Ohrenschmerzen gedacht haben: Dort wird ein Messsystem entwickelt, das bei der Behandlung von chronischer Mittelohrentzündung helfen soll.

Bei dieser Erkrankung ist es wichtig, den Druck am Trommelfell zu messen, damit der Arzt die Heilung von Wunden im Mittelohr verfolgen kann. „Die dünne Membran ist aber extrem empfindlich“, erklärt Müller. Nur ein Messsystem in winzigsten Dimensionen könnte auf ihr angebracht werden, eine Konstruktion etwa, die aus einer hauchdünnen Silikonfolie mit einem hauchdünnen Metallstreifen besteht. Bei Überdruck wölbt sich der Messstreifen im Mittelohr nach außen, bei Unterdruck nach innen. Die Daten erreichen den Arzt per Funk direkt aus dem Ohr. Zugleich soll die Folie aber auch die Heilung unterstützen, indem sie „dazu angeregt werden kann, elektrische Ströme am Trommelfell zu erzeugen.“ Das soll den Transport intakter Zellen zur Wunde beschleunigen. Kurz: Die Membran soll so schneller heilen.

Stabilität von der Biene abgeguckt

Nicht mit Strom, sondern mit Struktur wollen Müller und Kollegen außerdem einem der gefürchtetsten Schicksalsschläge den Schrecken nehmen: der Querschnittlähmung. Jährlich verunglücken oder erkranken um die 1800 Menschen in Deutschland und sitzen danach für immer im Rollstuhl, weil nach einer Rückenmarksverletzung die Nerven nicht freiwillig wieder zusammen wachsen, sondern vernarben. Das wollen Müller und Kollegen verhindern: „Indem wir dem Nervenstrang eine mechanische Konstruktion anbieten.“ Ingenieure entwickelten daher einen stecknadelkopfgroßen Ring, der im Innern mit einer Bienenwabenstruktur ausgestattet ist, um stabil zu sein. Ganz im Zentrum befindet sich ein winziger 200 Mikrometer kleiner Hohlraum - die Schnittstelle, an der sich die durchtrennten Nervenenden wiedertreffen, nachdem der gesamte Strang des Rückenmarks durch Unterdruck von beiden Seiten in den Ring gezogen wird.

Damit die Nerven dort dann aber auch wirklich zusammenwachsen, werden Chemikalien über winzige Schläuche durch eine Zu- und eine Abfuhr von außen über den Nerventreffpunkt geleitet – um auf der einen Seite eine Vernarbung zu verhindern und auf der anderen die Zellen zum Wachsen anzuregen. An Ratten beobachtete man bisher, dass nach einigen Wochen durchtrenntes Rückenmark durch den Ring gewachsen war, anstatt wie üblich einfach zu vernarben. Zwar konnten sich die Ratten nicht wie vorher bewegen, die Ergebnisse seien aber trotzdem sehr ermutigend. „Wir erhoffen uns, dass wir die Querschnittlähmung mit diesem Mikrosystem eines Tages heilen können“, sagt Müller. Frühestens in zwei Jahren würden - wenn alles gut läuft - die ersten Versuche an Extrempatienten unternommen werden.

- 1. Teil: Hans Dampf in allen Medizinergassen
- 2. Teil: Hauptsache Mikro
- 3. Teil: Filmen, Funken, Sehen