Nanomedizin: Wissenschaftler entfernen Nanopartikel mit Hilfe von Elektromagnetismus aus menschlichem Blut

Nanotechnologie wird in Zukunft in vielen Wissenschafts- und Technologiebereichen eine große Rolle spielen. Auch in der Medizin. Wissenschaftlern gelang es nun, unter Laborbedingungen Nanopartikel unter Einsatz eines elektrischen Felds aus menschlichem Blut zu entfernen.

Blutstropfen — Foto: precious drop, , Rosmary, Flickr, CC BY-SA 2.0

Nanopartikel in der Medizin

Nanopartikel können im Blut unterschiedlichste Aufgaben erfüllen. Beispielsweise wird momentan fieberhaft an Methoden geforscht, Medikamente mit Hilfe von Nanopartikeln zielgerichtet an ihren Einsatzort zu bringen. In Zukunft sind aber zahlreiche Einsatzmöglichkeiten denkbar, sogar bis hin zu mikrochirurgischen Eingriffen durch die Nanopartikel. Manche dieser Nanopartikel können sich nachdem sie ihre Aufgabe erfüllt haben problemlos im Blut wieder auflösen. Andere jedoch verbleiben im Blut, bis sie entfernt werden. Sie befinden sich generell im Blutplasma, und die Entfernung war bisher problematisch.

Eine Möglichkeit ist, das Plasma durch eine Zentrifuge laufen zu lassen, die die Partikel entfernt. Zu diesem Zweck wird eine Chemikalie an der Oberfläche der Partikel aufgetragen, sodass sie einfacher identifiziert werden können. Diese Methode kann aber nur unter Laborbedingungen eingesetzt werden, für die tatsächliche medizinische Behandlung eines lebenden Menschen ist sie denkbar ungeeignet, da eine zu große Menge Blutplasma aus dem Blutkreislauf des Patienten entfernt werden müsste.

Auch für die neue Methode muss Plasma aus dem Kreislauf entfernt werden. Allerdings sind die Mengen an Plasma, die gleichzeitig aus dem Blutkreislauf entfernt werden müssten deutlich kleiner, und das Plasma gelangt nach dem Prozedere unverändert wieder zurück in den Körper.

Elektrische Spannung zieht Nanopartikel an

Bei der Methode wird das Plasma in Kontakt mit Platinum-Elektroden gebracht, die von einer Schicht Hydrogel bedeckt sind. Mithilfe einer elektrischen Spannung wird das elektronische Gleichgewicht der Nanopartikel verändert, sodass sie in Richtung der Elektroden geführt werden. So können sie schonend und schnell vom Plasma getrennt werden.

Die Methode funktioniert nur bei nichtmagnetischen Nanopartikeln, kann also nicht universell eingesetzt werden. Dennoch ist die Entwicklung der Methode ein kleiner Durchbruch im Bereich der Nanomedizin. “This is the first example of isolating a wide range of nanoparticles out of plasma with a minimum amount of manipulation. We’ve designed a very versatile technique that can be used to recover nanoparticles in a lot of different processes”, so Stuart Ibsen vom Department of NanoEngineering der UC San Diego.