TU Dresden: Forschungsbericht 2006 - im ...

3. Große Interdisziplinäre Forschungsprojekte
gegebenen Möglichkeiten. Die Kontrolle von Strömungen oder die Beeinflussung der
Eigenschaften der Fluide wurden bislang nicht genutzt.
An dieser Stelle setzt die Arbeit des im Jahr 2006 zu Ende gegangenen Schwerpunktprogramms
an. Ausgehend von spezifischen anwendungsbezogenen Fragestellungen wurden
über ein vertieftes Verständnis der magnetischen Beeinflussung von Ferrofluiden Eckpunkte
für die Entwicklung neuartiger magnetischer Kolloide entwickelt. Auf Basis dieser Vorgaben
wurden in der Synthese Ferrofluide mit optimierten Eigenschaften hergestellt, die
dann wiederum den mit Grundlagenforschung und Anwendung befassten Arbeitsgruppen
für weitergehende Untersuchungen zur Verfügung standen.
Dabei verfolgte das Programm zwei grundsätzliche Zielsetzungen. Einerseits sollte die
magnetische Beeinflussung der rheologischen Eigenschaften, d. h. des Fließverhaltens in
einer Scherströmung analysiert und optimiert werden. Hintergrund dieses Stranges des
Programms war die Tatsache, dass die Zähigkeit von Ferrofluiden durch magnetische Felder
signifikant erhöht werden kann. Durch eine Optimierung dieser Viskositätserhöhung
werden Möglichkeiten für das Design magnetisch gesteuerter mechanischer Komponenten
wie Dämpfer oder Kupplungen geschaffen.
Das zweite Kernziel des Programms betraf 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
werden. Damit entsteht die Möglichkeit einer lokalen Chemotherapie mit hohen
Dosen des Chemotherapeutikums im Tumor und einer nahezu vollständigen Unterdrückung
der Nebenwirkungen.
Die zentrale Gemeinsamkeit dieser zunächst sehr verschieden wirkenden Forschungsstränge
liegt sowohl auf der Ebene der Synthese geeigneter Ferrofluide als auch im grundsätzlichen
Verständnis der magnetischen Beeinflussung der Fluide.
In dieser Struktur wurden in den 6 Jahren der Laufzeit des SPP1104 Ferrofluide mit
deutlich verbesserten magnetischen Eigenschaften entwickelt und maßgebliche Beiträge
zum mikro- und makroskopischen Verständnis des Verhaltens derartiger Suspensionen
geleistet. In der medizinischen Applikation wurden entscheidende Schritte in Richtung
klinischer Tests der neuartigen Therapieansätze gemacht. Eine gute Übersicht über die
Resultate des Programms bietet ein Sonderheft des Journal of Physics – Condensed Matter
(Vol. 18, No.38, 27.Sept. 2006) aus dem vergangenen Jahr und im Jahr 2007 wird ein Band
der Lecture Notes in Physics des Springer Verlags die großen Felder des Schwerpunktprogramms
in Übersichtsbeiträgen zusammenfassen.
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