TU Dresden: Forschungsbericht 2005 - im ...

Dabei verfolgt das Programm zwei grundsätzliche Zielsetzungen.
Einerseits soll die magnetische Beeinflussung
der rheologischen Eigenschaften, d. h. des Fließverhaltens
in einer Scherströmung analysiert und optimiert werden.
Hintergrund dieses Stranges des Programms ist die Tatsache,
dass die Zähigkeit von Ferrofluiden durch magnetische Felder
signifikant erhöht werden kann. Durch eine Optimierung
dieser Viskositätserhöhung würde es möglich, magnetisch
gesteuerte mechanische Komponenten wie Dämpfer oder
Kupplungen zu bauen.
Das zweite Kernziel des Programms betrifft den biomedizinischen
Einsatz von Ferrofluiden. Dabei geht es vorrangig um
die Entwicklung neuer Therapien für die Krebsbekämpfung
unter Ausnutzung der magnetischen Eigenschaften biokompatibler
Ferrofluide. Einer der hierbei verfolgten Ansätze
beruht auf der magnetischen Kontrolle der Strömung von
Ferrofluiden. Lagert man an die Oberflächenbeschichtung
der magnetischen Partikel ein Chemotherapeutikum an und
spritzt diese Suspension aus medikamenttragenden magnetischen
Partikeln in die Versorgungsvene eines Tumors, so
kann mittels geeigneter Magnetfelder dafür gesorgt werden,
dass die magnetischen Partikel im Tumorgewebe konzentriert
DFG-SCHWERPUNKTPROGRAMME 2.5.
Bild 2: Ein Ferrofluid unter
der Einwirkung einer
magnetischen Kraft
werden. Damit entsteht die Möglichkeit einer lokalen Chemotherapie mit hohen Dosen
des Chemotherapeutikums im Tumor und einer nahezu vollständigen Unterdrückung der
Nebenwirkungen.
Diese beiden Forschungsstränge – die auf den ersten Blick recht unterschiedlich erscheinen
– treffen sich sowohl auf der Ebene der Synthese geeigneter Ferrofluide als auch
im Zusammenhang des grundsätzlichen Verständnisses der magnetischen Beeinflussung
der Fluide.
In dieser Struktur sind in den vergangenen Jahren Ferrofluide mit deutlich verbesserten
magnetischen Eigenschaften entwickelt und maßgebliche Beiträge zum mikro- und makroskopischen
Verständnis des Verhaltens derartiger Suspensionen geleistet worden. In der
medizinischen Applikation wurden entscheidende Schritte in Richtung klinischer Tests der
neuartigen Therapieansätze gemacht.
Inhaltliche Beschreibung der Teilprojekte der TU Dresden:
Neutronenstromexperiment zur Aufklärung der Mikrostruktur gescherter Ferrofluide
unter Einfluss magnetischer Felder
(Institut für Strömungsmechanik, Professur für Magnetofluiddynamik, Prof. Dr. rer. nat.
habil. Stefan Odenbach)
Im ersten der beiden Teilprojekte an der TU Dresden steht die Untersuchung des rheologischen
Verhaltens magnetischer Flüssigkeiten im Zentrum des Interesses. Wie zuvor schon
erwähnt wurde, zeigen Ferrofluide unter Einwirkung eines Magnetfeldes eine deutliche
Erhöhung ihrer Viskosität, die in der klassischen Beschreibung der Ferrohydrodynamik auf
205