Nanopartikel ermöglichen nicht nur Medizinprodukte mit neuen Oberflächeneigenschaften oder Funktionalitäten, sondern auch aus ganz anderen Materialien. Per Laserablation lassen sich die Partikel gezielt und besonders sauber herstellen.
Gemessen an den Patenten in Europa gilt die Nanotechnologie als Zukunftsmotor, nicht nur für die Medizintechnik. Partikel aus Silber schützen vor Biofilmbildung und Infektionen. Gold-Nanopartikel und magnetische Nanopartikel werden in der medizinischen Diagnose und Therapie vom Schwangerschaftstest bis zur Krebsbekämpfung eingesetzt.
Gerade für anspruchsvolle Anwendungen in der Medizintechnik werden jedoch hochreine und stabile Partikel benötigt. Darüber hinaus verlangen die Anwender oftmals nach Nanopartikeln aus neuen Materialien, Legierungen oder auch nach Mischungen aus Nanopartikeln für den Einbau und die Kombination von Nanoeffekten in ihre Produkte. In den vergangenen Jahren wurde daher das Rapid Nanomaterial Manufacturing entwickelt, bei dem mittels laserinduzierter Ablation Nanopartikel direkt vom Ausgangsmaterial generiert werden. Die Partikel liegen dabei nicht als gefährliches, brennbares oder einatembares Pulver, sondern sicher und stabil in einer Flüssigkeit verteilt vor. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens gegenüber der Herstellung per Sol-Gel-Verfahren oder Gasphasensynthese liegt in der Reinheit der entstehenden Partikel, da keine chemischen Ausgangsstoffe, chemische Precursor, verwendet werden müssen.
Mit Rapid Nanomaterial Manufacturing können vielfältige Materialien in jeder beliebigen Flüssigkeit wie Wasser, Pufferlösung oder sogar Lösungsmittel verarbeitet werden. Die durch Laserablation hergestellten Dispersionen lassen sich etwa für Beschichtungen, Nanokomposite und Biokonjugate verwenden. Bei Beschichtungen können sowohl Partikel aus Metall als auch aus Keramik eingesetzt werden. Genutzt wird dabei, dass lasergenerierte Nanopartikel eine Ladung besitzen und sich elektrophoretisch in wenigen Minuten gleichmäßig abscheiden lassen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Kolloide ist das Einbringen der Partikel in eine Polymermatrix. Die resultierenden Nanokomposite können ganz neue oder von den Polymereigenschaften wesentlich abweichende Eigenschaften aufweisen. Bisher werden vor allem Silica und Silber als Füllstoffe eingesetzt. Probleme bereiten dabei allerdings noch die Zugänglichkeit neuer Materialien sowie die Benetzbarkeit der Nanopartikel oder Kolloide mit dem gewünschten Polymer sowie die mangelnde Verfügbarkeit von Nanopartikeln in polymerkompatiblen Solvens. Neben den Funktionalitäten durch Materialeigenschaften können auch die Nanopartikel selbst mit weiteren Funktionen, etwa biologischen, ausgestattet werden. Besonderes Potenzial bietet die In-situ-Funktionalisierung von lasergenerierten Nanopartikeln. Bereits während der Herstellung können so metallische Nanopartikel als Nano-Marker oder zum Drug Targeting ausgestattet werden, wie in einem Großforschungsprojekt mit der medizinischen Hochschule Hannover derzeit demonstriert wird.
Weitere Informationen www.lzh.de
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