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Physikalische Gesellschaft Zürich
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Prof. Dr. Ueli Aebi

Nanobiologie: Vom Labor zum Patienten

Samstag 19. Juni 2004, um 11:30 Uhr
ETH Hauptgebäude Hörsaal HG F5, Rämistrasse 101


Vortrag im Rahmen der Tagung 2004 zum Thema Physik in der Medizin

Die Nanowissenschaften befassen sich mit Phänomenen und Ereignissen, die sich auf der Nanometerskala (1 nm = 10-9 m) abspielen, d.h. typisch im Bereich von Einzelmolekülen oder definierten Molekülverbänden.

Auf die Lebenswissenschaften angewendet, versucht die Nanobiologie die "molekularen Maschinen", die sowohl die metabolischen als auch die funktionellen Abläufe eines jeden Organismus bewerkstelligen und kontrollieren, vor allem mechanistisch zu verstehen. Dabei kommt den "Nanowerkzeugen" eine ganz besondere Rolle zu, die es uns erlauben, das zeitliche und räumliche Verhalten von einzelnen molekularen Maschinen nicht bloss zu visualisieren, sondern auch zu quantifizieren und zu manipulieren.

Das prominenteste Nanowerkzeug in der Biologie ist das Rasterkraftmikroskop, das es uns erlaubt einzelnen molekularen Maschinen, Organellen oder Zellen bei ihrer Arbeit direkt "auf die Finger" zu schauen. Es verwundert daher nicht, dass sich solche und ähnliche "Nanosensoren" oder "Nanomanipulatoren" für minimal invasive diagnostische oder sogar therapeutische Anwendungen in der Medizin anbieten, schliesslich basieren ja alle Krankheiten schlussendlich und zuletzt auf molekularen Veränderungen oder Defekten.

Auch "Nanopartikel", insbesondere wenn sie aus biologischem Material, z.B. aus Proteinen gebaut sind, stellen für die Diagnostik und Therapie ein grosses Potential dar. In Kombination mit entsprechenden Nanowerzeugen eignen sich diese ganz besonders für lokale Anwendungen, d.h. es können damit einzelne Zellen adressiert werden - eine ideale Voraussetzung, um Nebenwirkungen zu minimalisieren. Nanopartikel mit klar definierter Form, Grösse und biomechanischen Eigenschaften bieten sich auch als "Bausteine" für neuartige Implantate und Gewebeersatzmaterialien an.

Entsprechende Beispiele werden diese Ausführungen dokumentieren und sowohl den Stand der Dinge als auch mögliche Perspektiven aufzeigen.

Literatur:
Hunziker, P.R., Stolz, M. and Aebi, U. (2002) Chimia 56, 520-526;
Stolz, M., Imer, R., Staufer, U. and Aebi, U. (2003) Bioworld 4, 2-5.


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