Nano-Rakten: Kleinstprojektile für die Medizin

Es könnte einem im ersten Moment eiskalt über den Rücken laufen, aber es geht hier nicht um neueste Waffentechnologie sondern um einen wahren Quantensprung in der Medizintechnik. Nano-Raketen als erster Schritt zu komplexen Nano-Maschinen.

Schon die Vorstellung, man könnte Maschinen bauen, die so „klein“ sind, dass man schon ein Mikroskop bräuchte, um sie zu entdecken, klingt zu fantastisch, um wahr zu sein.

Und doch steht der Mensch kurz davor, dies möglich zu machen. Längst gibt es Schaltrelais in Molekülgröße und Prozessoren im Reagenzglas. Und jetzt stehen Forscher des Leibnitz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden kurz davor, Transportvehikel zu entwickeln, denen es möglich ist, ähnlich wie biologische Mikroorganismen, die chemische Energie ihrer Umgebung zur Fortbewegung zu nutzen.

Dies klingt vielleicht nach komplizierter Technik ist aber dem Prinzip nach recht simpel, naja.. in gewisser Weise…

Nano-Raketen bestehen aus Metallmembranen.

Jene Mikromaschinen bestehen eigentlich nur aus einer aufgerollten Nanomembran aus Titan, Eisen, Gold und Silber. Die einzelnen Schichten der Membranen werden künstlich so unter Spannung gesetzt, dass sie sich verformen und durch die Freigabe der Spannungsenergie aufrollen.

Auf diese Weise entsteht ein projektilähnlicher Hohlzylinder oder Hohlkegel. Innerhalb dieser Nanoröhrchen lässt sich Wasserstoffperoxid (H2O2) zu Wasser (H2O) und Sauerstoff (O2) aufspalten. Die Sauerstoffblasen, die dabei entstehen und aus der Röhre austreten, sorgen wie bei einer Feststoffrakete für Vortrieb. Dank der Eisenschicht innerhalb der Membran lassen sich diese Kleinstkörper mittels Magnetfeld sogar steuern.

Die Nanao-Raketen können dabei eine Geschwindigkeit von bis zu 0,72 Millimeter pro Sekunde erreichen.

Die durchschnittliche Geschwindigkeit dieser Projektile beträgt 0,15 Millimeter pro Sekunde mit einzelnen Schüben von bis zu 0,72 Millimeter pro Sekunde. Dies erscheint auf den ersten Blick wenig, aber in Relation zu ihrer geringe Größe gleiten sie mit mehr Tempo durch das Wasser, als jeder bekannte Fisch der Erde schwimmen kann.

Die ist besonders bemerkenswert in Anbetracht der Tatsache, dass Wasser im Nanobereich zu einen  extrem zähflüssigen Fluid wird.

Vorläufig wollen die Forscher diese Technologie nutzen, um die Bewegungen von Bakterien und Viren in diesem hochviskosen Umfeld zu erforschen und zu imitieren. Aber langfristig sollen diese Nano-Raketen ein wichtiger Schritt zur Entwicklung von komplexeren Nanomaschinen sein, die es ermöglichen sollen, beispielsweise kleinste Medikamentenmengen an ihren Bestimmungsort zu bringen.

Die Therapie direkt an der Zelle könnte mit Nano-Raketen möglich werden

Bei der Krebstherapie oder bei neurologischen Krankheiten wäre es auf diese Weise möglich, die Medikamente direkt zur Krebs- oder Nervenzelle zu transportieren, ohne den ganzen Körper dem Medikament auszusetzen.

Jedoch lässt sich heute kaum die Fülle der Möglichkeiten überblicken, welche diese Technologie in Zukunft noch in der Medizin eröffnen wird, auch wenn diese Entwicklung natürlich nicht frei von Kritik ist.