Mit der Nanospritze lassen sich Medikamente, DNA und RNA in eine einzelne Zelle injiziieren, ohne diese unnötig zu verletzen. Entwickelt wurde das auf dem Raserkraftmikroskop basierende Instrument von Forschern um Professor Janos Vörös am Institut für Biomedizinische Technik der ETH Zürich.
Neben biologischen Anwendungen könnte das Verfahren auch zur Herstellung von Mikroelektronik oder mikroelektromechanischen Systemen angewandt werden. Die Technologie soll nun über das Startup- Unternehmen Cytosurge GmbH zum marktreifen Produkt weiterentwickelt werden.
Gruppenleiter Dr. Tomaso Zambellis ursprüngliche Idee war, die Technologie des Rasterkraftmikroskops für Zelluntersuchungen zu nutzen. Herausgekommen ist das Fluid force microscope, nach Zambelli die kleinste automatisierte Spritze der Welt. Im Gegensatz zum herkömmlichen manuellen System wird der Druck der Messnadel – auch Cantilever genannt – auf die Zelle genau so dosiert, dass diese nicht unnötig verletzt wird. Für die Kontrolle ist ein Laser verantwortlich, der jede Bewegung des Cantilevers registriert und die Kraft auf die Zelle mehrere 1000 Male pro Sekunde anpasst.
Dieses System funktioniert auch unter Wasser oder in anderen Flüssigkeiten. Um über die Nadel des Cantilevers auch Lösungen in eine Zelle einspritzen zu können, haben Wissenschaftler vom Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique (CSEM) in Neuchâtel einen Mikrokanal in den Cantilever verlegt. Die Nadelöffnung hat dabei noch einen Durchmesser von 200 nm. Über sie können nicht nur Medikamente injiziert, sondern auch Proben aus einer Zelle für die spätere Analyse entnommen werden. So könnte es mittelfristig möglich werden, einzelne Zellen während der Injektion von Wirkstoffen in Echtzeit zu beobachten – alles mit derselben Apparatur.
Neben der Biologie sehen die Forscher auch Anwendungen in der Physik, Chemie und den Materialwissenschaften. Besonders für die Produktion von immer stärker miniaturisierten Mikrochips eröffneten sich Möglichkeiten, da lösliche Substanzen und Suspensionen auf einen Träger aufgetragen werden können. So lassen sich etwa hauchdünne Metall- oder elektrisch leitende Polymerspuren auf eine Oberfläche spritzen und so elektrische Schaltungen im Nanometer-Maßstab aufbauen. Mit Säuren als Spritzmittel wäre auch das Wegätzen feinster Strukturen aus festen Materialien möglich.
Unsere Webinar-Empfehlung
Erfahren Sie, was sich in der Medizintechnik-Branche derzeit im Bereich 3D-Druck, Digitalisierung & Automatisierung sowie beim Thema Nachhaltigkeit tut.
Teilen:
