Werkstoffe: Medizin im Materialfieber (3. Teil)

von Wiebke Heiss / MEDICA.de15.12.2008

3. Teil: Verstärker auf Nanoebene


Auch für Biosensoren steigt die Forschung mittlerweile in die Nanowelt hinab. „Das müssen wir tun, weil unsere bisherigen Sensoren nicht empfindlich genug sind“, erklärt Janos Vörös, Professor am Institut für Biomedizinische Technik der ETH in Zürich. Er erhofft sich, eines Tages Krebs früher entdecken zu können als es bisher durch CT und MRT möglich ist, und zwar mit einem einzigen Tropfen Blut.

Das ist ein schönes Konzept, allerdings mit einem Problem: „Krebsmarker kommen in so geringen Konzentrationen vor, dass wir eine neue Technologie brauchen, um diese messen zu können“, so Vörös. Hier kommen Nanodrähte ins Spiel – das sind winzige Drähte, die bisher erst in experimentellen Labors zu Hause sind. Sie kommen nicht in der Natur vor, sondern müssen künstlich aus Metall produziert werden und sind tausende Male schmaler als ein einzelnes Haar. Eine besondere Eigenschaft ist, dass sie wie ein Transistor funktionieren können, mit dem elektrische Signale verstärkt werden.

Und weil die Nanodrähte so extrem dünn sind, berührt alles, was an ihnen vorbeikommt, auch ihre Oberfläche“, erklärt Vörös. Die Energie, die entsteht, wenn Antikörper oder andere Rezeptormoleküle sich mit Viren, Bakterien oder Krebsmarker binden, wandeln die Nanodrähte in digitale oder elektronische Signale um. Das hat alles auf einem kleinen Chip Platz. „Wir versuchen letztendlich ein handliches Gerät zu entwickeln, mit dem wir diese elektrischen Signale messen können“, erklärt der Forscher. Das sei praktischer und günstiger als mit großen Fluoreszenz-Geräten auf die Suche nach Krebsmarkern zu gehen.

Aber die Forscher an der ETH denken noch weiter. Es gäbe zum Beispiel auch Ideen, die Nanodrähte eines Tages als implantierbare Sensoren zu nutzen, die telemedizinische Daten über den Gesundheitszustand eines Patienten im Innern des Körpers sammeln und von außen gemessen werden können. Stents, die Herzkranzgefäße von innen stützen und ihnen Stabilität geben, könnten mit Nandrähten überprüft werden, indem man „einen Nanodraht integriert, der die elektrischen Eigenschaften misst, die entstehen, wenn die Ader sich dehnt“. Und da Energie bekanntlich in allen Winkeln unseres Körpers steckt, wird es für Nanodrähte in Zukunft noch viel zu messen geben.

Wiebke Heiss
MEDICA.de

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