Mit Nanotechnologie Gesundheit schützen

Symbolbild für den Themenbereich Medizin

Heutzutage ist nur ein kleiner Teil aller bekannten Erkrankungen des Menschen wirksam behandelbar. Viele Krankheitsursachen können nur unter erheblichem Aufwand und mit eingeschränkter Verlässlichkeit nachgewiesen werden. Bis die Diagnose erstellt ist, verstreicht dabei für den Patienten wertvolle Zeit, die für sein Überleben entscheidend sein kann. Vor allem Viruserkrankungen oder Krebsleiden stellen Forscher und Ärzte vor gewaltige Herausforderungen. Die Gesundheitsversorgung der Zukunft soll schneller, verlässlicher, wirksamer und verträglicher werden. Um dieses Ziel zu erreichen, setzt man weltweit große Hoffnungen in die Nanomedizin und NanobiotechnologieNanobiotechnologie
Nanobiotechnologie ist die interdisziplinäre Schnittmenge zwischen Nanotechnologie und Biotechnologie. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat diese Schnittmenge in seine Förderprogramme aufgenommen.
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Wer das Leben auf der Ebene seiner molekularen Bausteine erforscht, erhält wichtige Einblicke in die Vorgänge, die zur Entstehung von Krankheiten und der Ausprägung ihrer Symptome führen. Ein Schlüssel zu diesem Verständnis ist die NanobiotechnologieNanobiotechnologie
Nanobiotechnologie ist die interdisziplinäre Schnittmenge zwischen Nanotechnologie und Biotechnologie. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat diese Schnittmenge in seine Förderprogramme aufgenommen.
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Einerseits gibt sie der Wissenschaft die Werkzeuge an die Hand, die Lebensvorgänge im Nanokosmos nachvollziehbar oder sogar sichtbar zu machen. Andererseits ermöglicht sie auch die Herstellung von Systemen, die aus biologischen Stoffen und nanochemischen Funktionseinheiten kombiniert werden.

Diese Verbindung liefert wiederum wertvolle Beiträge für den Einsatz der Nanotechnologie in der Medizin. Teilchen für die Diagnose und Therapie sind hier ebenso auf dem Vormarsch wie NanomaterialienNanomaterialien
Werkstoffe mit einer Abmessung oder Strukturierung unter 100 nm.
zur Verbesserung medizintechnischer Hilfsmittel.

Nanomedizin ist darauf ausgelegt:

  • biologische Vorgänge im Zusammenhang mit der menschlichen Gesundheit zu erforschen und zu verstehen,
  • Analysemethoden zu vereinfachen und zu beschleunigen,
  • in Lebensvorgänge schonend einzugreifen,
  • Nanostrukturen nach dem Vorbild der Natur herzustellen und gemeinsam mit Biomolekülen technisch zu nutzen,
  • Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie in der Medizin zu vernetzen,
  • neue DiagnostikaDiagnostika
    Mittel zur Erkennung und Beurteilung von Erkrankungen. Je exakter die Diagnose ist, desto Ziel gerichteter kann in den meisten Fällen die Therapie erfolgen.
    und Therapeutika zu entwickeln oder bestehende zu optimieren,
  • Krankheiten bereits im Frühstadium zu erkennen und zu behandeln,
  • Diagnose und Therapie enger zu verzahnen,
  • bessere Verträglichkeit und Wirksamkeit von Medikamenten und Medizinprodukten zu gewährleisten,
  • Kosten im Gesundheitswesen einzusparen.

Nanobiotechnologie und Nanomedizin kommen heute und in Zukunft zum Einsatz bei:

  • Nachweissystemen für die biomedizinische Forschung (Leuchtstoffe für die Erforschung von Zellfunktionen, „Lab-on-a-Chip“: Diagnoseinstrumente in Fingernagelgröße zum Schnellnachweis von Viren)
  • DiagnostikaDiagnostika
    Mittel zur Erkennung und Beurteilung von Erkrankungen. Je exakter die Diagnose ist, desto Ziel gerichteter kann in den meisten Fällen die Therapie erfolgen.
    (biologisch beschichtete Gold-NanopartikelGold-Nanopartikel
    Teilchen mit einer Größe unter 100 Nanometer. Größe
    binden als farbige Komponenten ein Schwangerschaftshormon im Teststreifen)
  • Medizinischen Bildgebungsverfahren (Nanoteilchen als Kontrastmittel in der Computertomografie)
  • Krebstherapeutischen Anwendungen (magnetische Nanoteilchen bekämpfen Krebszellen durch lokale Erwärmung, „Drug Delivery“: „Nanocontainer“ transportieren Arzneimittelwirkstoffe zielgerichtet zum erkrankten Gewebe und geben sie nur dort frei)
  • Medizintechnischen Hilfsmitteln (langlebige Prothesen mit Verschleißschutz-Beschichtungen, Katheter mit antibakterieller Oberflächenbeschichtung).

Beispielexponate zum Thema Gesundheit

Treffpunkt Nanowelten
Forscher mit Probensammlung fluoreszierender Farbstoffe
Foto: Bayer AG

Grundlagenforschung: Nanokristalle erhellen Krankheitsmechanismen

Forscher setzen zunehmend auf die so genannte „Molekulare Bildgebung“ mit Nanokristallen aus Halbleitermaterialien (z. B. Cadmiumselenid oder Cadmiumtellurid). mehr

Treffpunkt Nanowelten
Bild eines MRT - Gerätes
Foto: Philips Gemini - TF

Bildgebung: Nanopartikel zur Krebsdiagnose

Bildgebende Verfahren wie beispielsweise die Computer- oder MagnetresonanztomographieMagnetresonanztomographie
Magnetresonanztomographie ist ein bildgebendes Verfahren zur Darstellung von Strukturen im Inneren des Körpers. Mit einer MRT kann man Schnittbilder des menschlichen (oder tierischen) Körpers erzeugen, die einen Vergleich und eine Orientierung an anatomischen Schnitten derselben Region zulassen und oft eine sehr gute Beurteilung der Organe und vieler Organveränderungen erlauben.
(MRT) werden in der medizinischen Diagnostik bereits vielfältig angewendet. mehr

Treffpunkt Nanowelten
Struktur eines Cyclodextrinmoleküls
Foto: Thinkstock

Wirkstofftransport: Mit Nanogel direkt zum Krankheitsherd

Herkömmliche Arzneimittel wirken meist wenig zielgerichtet. Neue Verfahren zum Wirkstofftransport auf Basis von NanomaterialienNanomaterialien
Werkstoffe mit einer Abmessung oder Strukturierung unter 100 nm.
sollen Abhilfe schaffen. mehr

Treffpunkt Nanowelten
Aufnahme von Tumorgewebe
Foto: MagForce

Therapie: Mit Nanoteilchen gegen Krebs

Im Rahmen der Magnetfeld-Hyperthemietherapie (MHT) wird der Tumor auf knapp über 40 Grad Celsius erwärmt. Dieses „künstliche Fieber“ macht die Zellen angreifbar für ergänzende Behandlungsmaßnahmen, z. B. Bestrahlungstherapie. mehr

Treffpunkt Nanowelten
Blasenkatheter mit Nanobeschichtung
Foto: Urovision

Medizintechnik: Katheter wehren Keime ab

Ein wichtiges Feld für nanotechnologische Anwendungen ist die Medizintechnik. mehr