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Spermazellen und 3D-Druck gegen den Krebs

Krebs ist eine weit verbreitete Krankheit für die man bisher noch kein Heilmittel gefunden hat. Das möchten die Forscher des Instituts für Integrative Nanowissenschaften in Dresden ändern, zumindest für den weiblichen gynäkologischen Bereich. Mit Hilfe des 3D-Drucks und Spermazellen soll das Medikament direkt an die betroffenen Zellen gebracht und freigesetzt werden.

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Laut der Weltgesundheitsorganisation WHO sind im Jahr 2012 weltweit ca. 266.000 Frauen an den Folgen von Krebs gestorben. Hinzu kommt, dass die Behandlung von gynäkologischen Krebserkrankungen aufgrund der empfindlichen vaginalen Umgebung schwer zu behandeln sind. Das Problem liegt darin, dass es noch keine Arzneimittel gibt, die unbeschadet durch den Geschlechtstrakt transportiert werden können und ohne weitere Schäden anzurichten. Man hat bereits einige Versuche gestartet, um das Hindernis des Transports zu überwinden, zum Beispiel mit biologisch generierten Bakterien, allerdings ohne Erfolg.

Am Institut für integrative Nanowissenschaften (IIN) werden derzeit in Zusammenarbeit mit der Uni Chemnitz die scheinbar idealen Boten für das Medikament gestet: Spermien. Im Rahmen der Forschungsarbeit hat man sich dabei auf Rinderspermien verlassen und diese mit dem Arzneistoff Doxorubicin ausgestattet, welcher in der Chemotherapie verwendet wird. Um nun die Botenspermien zu den richtigen Zellen zu führen, hat das Team eine fortschrittliche Variante des 3D-Drucks angewandt.

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Die Arme des Tetrapods öffnen sich bei Kontakt mit der Zelle, um das Spermium freizusetzen

Die Technologie nennt sich Nanolithografie und kann komplexe Polymerstrukturen im Nanometerbereich herstellen. Für die Forschung wurde ein mikroskopisch kleines Röhrchen mit vier Armen gedruckt in das ein Spermium hineinpasst. Der sogenannte Tetrapod wird dann noch mit Eisen und Titan beschichtet, fertig ist der „Micromotor“.

Aufgrund der Metallbeschichtung lassen sie sich nun unter Verwendung eines Magnetfeld an die betroffene Stelle führen. Sobald das Spermium an die Krebszelle stößt, biegen sich die Arme des Tetrapods nach hinten und das Spermium kann das Medikament initiieren.

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In der Petrischale konnten Tumorzellen innerhalb von 72h vernichtet werden

Die ersten Tests dieser Methode waren erfolgreich und doch bleibt laut den Forschern noch Luft nach oben. „Obwohl noch einige Hürden zu überwinden sind, bevor das System in einem lebenden Organismus verwendet werden kann (z.B. biologischer Abbau des künstlichen Teils, kontrolliertere Freisetzung der Spermien), ist eine in situ [lokale] Anwendung der Sperma-Hybriden für die Diagnose und Behandlung von Krebs in naher Zukunft vorstellbar.“

Was denken Sie, kann man auf einen baldigen Durchbruch in der Krebsforschung mit dieser Methode hoffen? Lassen Sie es uns auf Facebook und Twitter wissen!

(Bilder: IIN)


Über raphael

Während meines Studiums an der San Diego State University entdeckte ich meine Leidenschaft für additive Fertigungsverfahren. Nach kleineren, eigenen Projekten fand ich im Februar 2017 meinen Weg zu 3Dnatives. Die Möglichkeiten und Anwendungen des 3D Drucks in sämtlichen Bereichen des Lebens sind faszinierend, und ich freue mich, die neuesten Errungenschaften in Entwicklung und Forschung mit Ihnen zu teilen.