Freie Sicht insInnere des Körpers

Materialwissenschaftler und Mediziner der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und der Harvard University haben eine neuartige Beschichtung für Endoskoplinsen entwickelt: Sie ermöglicht es, den Sichtverlust zu verringern, den Körperflüssigkeiten verursachen.

Die Inspiration kommt aus der Natur. Verschiedene Organismen haben Strategien zur Selbstreinigung entwickelt. Die fleischfressende Kannenpflanze aus der Nepenthes-Pflanzenfamilie verwendet eine poröse Struktur, um ihre Oberfläche mit einem dünnen Wasserfilm zu überziehen. Diese wird so glatt, dass eine zweite Flüssigkeit nicht in direkten Kontakt mit der festen Pflanzenoberfläche treten kann. Sie rutscht ab.

In der Studie verwendeten die Wissenschaftler diese Strategie, um stark haftende Körperflüssigkeiten abzuweisen. Eine dünne Schicht aus Silika-Nanopartikeln auf Glas sorgt für die notwendige Oberflächenrauigkeit. Die geringe Größe der Strukturen lässt die Beschichtung transparent bleiben – eine wichtige Voraussetzung für die Anwendung in der Endoskopie. Die Oberfläche dieser porösen Schicht wird so funktionalisiert, dass ein dünner Film aus Silikonöl in die Struktur gebunden wird. Wässrige Körperflüssigkeiten, die in Kontakt mit einem so beschichteten Glasträger kommen, sitzen nun auf einem dünnen Film von Silikonöl, ohne direkten Kontakt mit der darunterliegenden Oberfläche: Die Flüssigkeit rutscht von der beschichteten Oberfläche ab.

„Für uns war es wichtig zu sehen, dass die Beschichtung auch in realen, klinischen Szenarien wirkungsvoll ein freies Sichtfeld ermöglicht“, betont der an der Studie beteiligte Erlanger Wissenschaftler Nicolas Vogel. Ärzte der Harvard Medical School testeten die abweisende Wirkung an Schweinelungen. Die durchschnittliche Zeit zum Entfernen einer Verschmutzung auf der Endoskoplinse konnte von mehr als 1 min auf wenige Sekunden verkürzt werden, und auch nach starken Blutungen sorgte die Beschichtung für ein freies Sichtfeld des Endoskops.