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News: Künstliche Zellen

Mit Hilfe ziemlich einfacher Polymere aus Ethy-Ethylen und Ethylenoxid haben Forscher zellgroße Hohlkügelchen konstruiert, die so flexibel sind wie richtige Zellmembranen, jedoch viel kräftiger. Solche 'Beutel' könnten für den Transport von Medikamenten eingesetzt werden. Für einen kommerziellen Einsatz ist aber bisher die Herstellungsmethode noch zu zeitaufwendig.
Seit Jahren haben Materialwissenschaftler versucht, Zellmembranen nach dem Rezept von Mutter Natur zu konstruieren. Als wichtigste Bestandteile benötigt man dazu Moleküle auf Fettbasis, sogenannte Phospholipide. Aber mit den Worten von Dan Hammer von der University of Pennsylvania in Philadelphia: "Das Hauptproblem der Phospholipide ist, daß sie nicht sehr kräftig sind." Deshalb könnten sie im Blutstrom auseinandergerissen werden. Andere Wissenschaftler haben bereits Fragmente aus Polymeren verwandt, um winzige Beutel mit einem Durchmesser von einigen Hundert Nanometern zu produzieren. Hammer und seine Kollegen Dennis Discher und Frank Bates versuchten, diesen Prozeß einzusetzen, um Vesikel mit einem Durchmesser von mehr als zehn Mikrometern – der Größe menschlicher Zellen – herzustellen.

Sie überzogen Platinelektroden mit einem aus Ethyl-Ethylen und Ethylenoxid hergestellten Polymer, tauchten sie in eine Zuckerlösung und legten dann rasch eine Spannung zwischen den Elektroden an. Dadurch bildeten die leicht geladenen Polymermoleküle eine Doppelschicht, die von den Elektroden wegwuchs und schließlich abgequetscht wurde, um so ein Vesikel zu bilden. Einige dieser Hohlkügelchen wiesen einen Durchmesser von bis zu 50 Mikrometer auf (Science vom 14. Mai 1999)

Es zeigte sich, daß die entstandenen Beutel beinahe so biegsam und dehnbar waren wie richtige Zellmembranen, jedoch bis zu zwanzigmal so stabil. Nach Hammers Ansicht könnten die Vesikel durch Verwendung von Chemikalien, die Bindungen zwischen den Polymermolekülen ausbilden, sogar noch stärker gemacht werden. Seine Hoffnungen gehen dahin, daß derartig robuste Vesikel schließlich dazu verwendet werden könnten, künstliche Zellen zu erzeugen, um Medikamente sozusagen einzupacken.

Die Technik erscheint als Transportsystem für Medikamente vielversprechend, aber es könnte sich als zu schwierig erweisen, die Vesikel in einer für den kommerziellen Einsatz aureichenden Geschwindigkeit herzustellen, meint Guojun Liu, Chemiker an der University of Calgary in Alberta, Kanada. Mit dieser Technik, bemerkt Liu, benötigten die Forscher mehr als eine Stunde, um nur eine Handvoll Vesikel zu produzieren.

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