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nEwS Magnetfeld dient Kunststoffen als Gedächtnisstütze neue technologie ermöglicht intelligentes medizinisches arbeitsmaterial deutsche Wissenschaftler haben kunststoffe mit einem gedächtnis entwickelt, deren form sich mit hilfe magnetischer nanopartikel verändern lässt. dazu hat das forscherteam eisenoxid-teilchen homogen verteilt in kunststoff eingearbeitet. diese wandeln die energie eines magnet-felds in Wärme um und sind damit dafür verantwortlich, dass verformter kunststoff wieder seine ursprüngliche gestalt annimmt. besonders interessant kann das für die Medizintechnik sein, da die formänderung berührungslos induziert wird. Ihre ergebnisse haben die forscher des teltower institut für Polymerforschung jetzt gemeinsam mit kollegen des darmstädter Kunststoffinstituts im fachmagazin Proceedings of the national academy of Sciences veröffentlicht. form-gedächtnis-kunststoffe lassen sich problemlos verformen und „erinnern“ sich durch äußere reize an die frühere gestalt. „das besondere ist die ferngesteuerte möglichkeit, den formgedächtnis-effekt auszulösen“, betont Sabine Benner, referentin am Institut für Polymerforschung. mit ihrer neuen technologie, die den form-gedächtniseffekt im magnetfeld induziert, können die Wissenschaftler medizinische hilfsmittel entwickeln, die sich quasi auf knopfdruck in eine vorbestimmte gestalt begeben. so testen die forscher gerade medizinisches nahtmaterial, das sich von selbst zum knoten schlingt. besonders bei minimal-invasiver chirurgie hat der arzt kaum Platz und kann durch das material beim nähen unterstützt werden. auf ähnliche Weise ließen sich katheter entwickeln, die ohne schmerzhaften eingriff verändert wer- 24 ManageMentRepoRt HealtH 2+3-2006 den könnten. „Wir entwickeln medizinische hilfsmittel, die maßgeschneidert für spezielle anwendungen sind“, beschreibt die referentin das Ziel der Polymerforschung in teltow. noch sind die form-gedächtnis-kunststoffe in der regenerativen medizin Zukunftsmusik. Im nächsten schritt möchten die Wissenschaftler ihre neueste entwicklung für die klinische anwendung optimieren. www.pnas.org iBM: der nächste Schritt zum nanoprozessor Forscher bauen Schaltkreis auf einem einzigen Molekül iBM research hat bekannt gegeben, dass es seinen forschern gelungen ist, einen kompletten elektronischen schaltkreis auf einem einzigen molekül unterzubringen. der schaltkreis ist auf einer Carbon-nanoröhre angebracht. beachtlich sei, dass dabei herkömmliche techniken aus dem halbleiterbau verwendet wurden, so Ibm. dies könnte ein wichtiger schritt zu noch schnelleren supercomputern sein. In den vergangenen fünfzig Jahren hatte sich die halbleiterindustrie darauf konzentriert, die Zahl der schaltkreise auf einem chip zu erhöhen und damit die Performance zu steigern. erreicht wurde dies, indem Wege gefunden wurden, die schaltkreise immer kleiner zu bauen. „In etwa zehn Jahren zeichnet sich jedoch ein ende der verkleinerungsmöglichkeiten bei der siliziumtechnologie ab“, erklärt Karin Vey, sprecherin von Ibm research. Moores law, das besagt, dass sich alle zwei Jahre die anzahl der transistoren in einem chip verdoppelt, „kann nur dann weiterhin gelten, wenn grundsätzlich neue ansätze gefunden werden. die nanotechnologie ist hierbei eine viel versprechende möglichkeit“, so vey. der nun fertig gestellte Prototyp ermöglicht es, das Potenzial von carbonnanoröhren in kompletten schaltkreisen zu erforschen. so könnte der bau von immer kleineren und schnelleren elementen für rechner gelingen. diese nanoröhren haben einige vorteile gegenüber herkömmlichen silizium-halbleitern, beispielsweise erlauben sie eine höhere baudichte als heutige transistoren und durch ihre geringe größe ist eine weitere miniaturisierung möglich. „es ist ein bedeutender schritt zur Integration von nanotechnologie in bisherige methoden der halbleiterproduktion“, so tze-Chiang Chen, vize Präsident von science und technology bei Ibm research. carbon-nanoröhren sind mikroskopisch kleine, röhrenförmige gebilde. sie bestehen aus einzelnen atomen und sind 50.000 mal kleiner als ein menschliches haar. an solch einer röhre brachten die forscher drähte an, die von der nanoröhre abstehen und auf denen der hybrid-schaltkreis angebracht wurde. damit schafften es die forscher, nur ein einziges molekül für den aufbau zu verwenden. der von den Ibm technikern gebaute kreis ist ein ring-oszillator, mit dem die fähigkeiten von neu eingesetzten materialien oder Prozessen gemessen wird. In weiteren tests soll nun ergründet werden, wie gut sich die technologie für den bau ganzer chips eignet. die derzeitige spitzengeschwindigkeit liegt zwar noch unter jener der heutigen silizium-chips, im vergleich zu bisher gezeigten schaltkreisen mit nanoröhrentechnologie liegt sie jedoch eine million mal höher, so die forscher. die anwendungsbereiche dieser technologie lägen bei supercomputern, die
damit nun noch schneller gemacht werden könnten, meint vey. der endverbraucher wird davon kurzfristig eher weniger betroffen sein. Jedoch kann davon ausgegangen werden, dass die kontinuierliche Performance steigerung auch den privaten laptops und Pcs zugute kommen wird. www.research.ibm.com anhaltspunkt für Verständnis von Parkinson und alzheimer ionen-Kanäle spielen rolle bei der degeneration von nervenzellen deutschen Wissenschaftlern ist es gelungen, den Übeltäter für eine schwere neurologische Erkrankung zu identifizieren. ein forscher-team um ulrich Müller vom institut für Humangenetik der universität gießen hat in internationaler Zusammenarbeit mit anderen universitäten herausgefunden, dass dabei ein bestimmtes gen verändert ist, das den bauplan für kaliumkanal-moleküle enthält. diese sorgen normalerweise dafür, dass nervenzellen im kleinhirn richtig funktionieren. die humangenetiker konnten nachweisen, dass gestörte kaliumkanäle den abbau von nervenzellen verursachen. Ihre entdeckung haben die Wissenschaftler jetzt im fachmagazin nature Genetics veröffentlicht. die veränderten kaliumkanäle sind dafür verantwortlich, dass der Ionenhaushalt in der Zelle ins ungleichgewicht gerät. dadurch werden nervenzellen anfälliger für sauerstoff-radikale, die störungen verursachen. als folge gehen die nervenzellen langsam zu grunde. diese neurodegeneration im kleinhirn sorgt bei Patienten, die unter der sehr seltenen erkrankung leiden, für lauf- und bewegungsstörungen und in einigen fällen für eine geistige behinderung. die entdeckung der gießener Wissenschaftler kann überdies anhaltspunkte für das Verständnis anderer häufiger neurologischen erkrankungen wie morbus Parkinson oder der alzheimerdemenz bieten. „man darf die rolle der Ionen-kanäle bei neurodegenerativen erkrankungen nicht übersehen“, betont ulrich müller. auch bei der behandlung könnte man bald neue Wege gehen und zielgerichtete medikamente für die veränderten kaliumkanal-moleküle entwickeln. koordiniert wurde die forschungsstudie von Stefan Pulst, university of california, los angeles. www.nature.com licht entdeckt verdächtige Zellen bevor sie mutieren Schmerzlose und schnelle untersuchung zur Früherkennung möglich, weil die lichtbrechung den Gesundheitszustand der Zelle verrät. englische Wissenschaftler haben ein medizinisches Instrument entwickelt, das mit licht nach frühen anzeichen für krebs sucht. dabei emittiert das Instrument licht auf eine Zellschicht. Wenn das licht auf den Zellkern trifft, wird es zerstreut und gibt den Wissen- schaftlern je nach streuungsgrad aufschluss über den Zustand der Zelle. Zellen im krebsvorstadium weisen einen charakteristisch vergrößerten Zellkern auf, der das licht anders als ein gesunder Zellkern bricht. seine ergebnisse hat das forscherteam um adam wax von der duke‘s Pratt School of Engineering im märz im fachmagazin optics letters veröffentlicht. die neue faseroptische sonde könnte Ärzten helfen, schmerzlos und sehr schnell die Oberflächen von Haut, lunge sowie verdauungs- und geschlechtstrakt auf Zellmutationen abzusuchen. Im vergleich zu heutigen untersuchungsmethoden, bei denen oft gewebeproben ins labor geschickt werden müssen, liefert das neue Instrument ergebnisse in bruchteilen einer sekunde. damit steigt auch die chance auf heilung, da der arzt so auf verdächtige stellen aufmerksam gemacht wird. Die vorläufigen Ergebnisse aus tierversuchen seien viel versprechend, so medizin-technik-Ingenieur adam Wax. als nächster schritt sind klinische tests an menschen geplant. „krebs-früherkennung ist extrem wichtig, da die meisten tumore geheilt werden könnten, wenn sie nur früh genug gefunden werden“, betont Eva Kalbheim, Pressesprecherin der deutschen Krebshilfe e.V. bei brustkrebs in größe von unter einem Quadratzentimeter bestehe eine heilungschance von über 90 Prozent, so die medizinerin. „deshalb rät die deutsche krebshilfe dringend, angebote zur krebs-früherkennung zu nutzen“, unterstreicht kalbheim abschließend. www.ol.osa.org nEwS 2+3-2006 ManageMentRepoRt HealtH 2
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