Dokumentation 2008 - Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

Dokumentation 2008 Tätigkeitsberichte im Jahrbuch der MPG (2008)
Tätigkeitsbericht 2008
Martin, Raquel | Nanostrukturierte Oberächen für biomedizinische Anwendungen
Das zukünftige Start-up-Unternehmen wird Gesundheitsprodukte entwickeln und herstellen, deren
Design auf einer urheberrechtlich geschützten Nanotechnologie basiert. Dabei handelt es sich um die
sogenannte BCML-Technologie ( Block Copolymer Micellar Lithography ) .
Nanotechnologie als wichtiges Instrument zur Herstellung von Gesundheitsprodukten
Biologische Zellen haben Ausmaße bis zu einigen Mikrometern und sie empfangen externe Signale,
die räumlich verteilt auf der Nanometer- und Mikrometerskala sind. Beispiele von wahrgenommenen
Signalen unserer Zellen sind das 67-nm periodische Muster von Kollagenfasern in Knochen oder der
Gradient von Molekülen im Gewebe.
Viele medizinische Instrumente kommen in Kontakt mit den Körperzellen. Dazu gehören beispielsweise
Gefäßtransplantate und -stents, Glukosesensoren, Herzschrittmacher etc. Die Entwickler dieser
medizinischen Module müssen die Signale kontrollieren können, die sie auf die umgebenden Zellen
übertragen. Denn wenn diese nach dem Kontakt unkontrolliert reagieren, kann das die Funktionsfähigkeit
des Bauteils mindern oder sogar zu weiteren Operationen, Behinderung oder schlimmstenfalls
zum Tod führen.
Um die gewünschten physiologischen Reaktionen ohne die unerwünschten Begleiterscheinungen
hervorzurufen, sollten wichtige Parameter eines künstlichen medizinischen Bauteils perfekt bis in den
Nanometerbereich kontrolliert werden: Dazu gehören die chemische Zusammensetzung der Oberäche,
sowie strukturelle und mechanische Eigenschaften.
Die BCML-Nanotechnologie
Diese Nanolithograetechnik ermöglicht die Entwicklung von Objekten, deren Oberächen spezi-
sche und gut kontrollierte Signale zu den umliegenden Zellen senden und dadurch deren Verhalten
beeinussen. Mithilfe dieser Technik werden die Oberächen der Objekte mit einem periodischen
Nanomuster von Metallnanopartikeln beschichtet. So können Biomoleküle an den Metallpartikeln
anhaften und erzeugen somit ein Muster aus chemischen Signalen, die gleichmäßig auf der Nanometerskala
verteilt sind. Die Biomoleküle können so gewählt werden, dass sie ein bestimmtes Prol von
Zelloberächenrezeptoren aktivieren. Demzufolge lässt sich eine bestimmte Zellfunktion oder ein
bestimmter Zelltyp modulieren ( Abb. 1 ).
Abb. 1: Schematische Darstellung der BCML-Nanotechnologie.
Urheber: Max-Planck-Institut für Metallforschung
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