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Mittwoch, 23.08.2017
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Diagnosetool aus dem 3D-Drucker

Forscher drucken Handyaufsatz für molekularbiologische Analysen

Mini-Labor fürs Handy: Wissenschaftler haben via 3D-Druck einen portablen Mikroskop-Aufsatz fürs Handy produziert. Das Tool ist einfach sowie kostengünstig herzustellen und ermöglicht molekularbiologische Diagnosen auch fernab gut ausgestatteter Labore. Zum Einsatz kommen könnte der Aufsatz künftig etwa für die Untersuchung von Gewebeproben, um Krebserkrankungen zu erkennen.
Auch die Medizinbranche nutzt längst 3D-Drucker, um schnell und einfach Modelle zu fertigen.

Auch die Medizinbranche nutzt längst 3D-Drucker, um schnell und einfach Modelle zu fertigen.

Vom Raketenmotor bis zur Herzklappe und sogar der nächsten Mahlzeit könnte in Zukunft alles mithilfe von 3D-Druckern produziert werden. Der Vorteil: Mit diesen Geräten lassen sich maßgeschneiderte Objekte wie Bauteile oder Werkzeuge einfach und vergleichsweise schnell selbst herstellen - und zwar direkt dort, wo sie benötigt werden.

Auch die Medizin profitiert von dieser Entwicklung: Längst werden etwa Implantate für Zähne und Gelenke auf diese Weise angefertigt. Wissenschaftler um Malte Kühnemund von der Universität Uppsala und seine Kollegen haben nun auch ein medizinisches Diagnosetool mithilfe der Trend-Technologie erstellt. Sie designten und druckten eine Vorrichtung, mit der molekularbiologische Analysen durchgeführt werden können.

Mikroskop to go


Der Clou: Bei dem diagnostischen Werkzeug handelt es sich um eine Art Mikroskop-Aufsatz fürs Handy, der mit dem Kameramodul des Telefons zusammenarbeitet. Ausgestattet mit zwei kompakten Laser-Dioden, einer weißen LED sowie einem Probenhalter, werden mit diesem Mini-Labor bildgebende Verfahren möglich.


Wichtige Untersuchungen von Zellen und Gewebe können damit an jedem beliebigen Ort durchgeführt werden, ohne dass ein großes Labor in der Nähe sein muss. Wenn Patienten in abgelegenen oder schwer erreichbaren Gegenden wohnen, spart der Diagnose-Aufsatz aus dem 3D-Drucker wertvolle Zeit und Kosten, die sonst für das Einsenden von Proben anfallen.

Krebs erkennen


Doch was leistet das portable Gerät konkret? Die Forscher konnten zeigen, dass mithilfe des Aufsatzes zum Beispiel spezifische DNA-Sequenzen erkannt werden können. Dafür müssen die Proben zunächst mit einem speziellen Fluoreszenzfarbstoff angefärbt werden, dessen Signale schließlich von Mikroskop und Kamera detektiert werden. Im Experiment wiesen Kühnemund und seine Kollegen auf diese Weise Punktmutationen nach, die für Krebstumore typisch sind.

Nach Ansicht des Teams gehen die Anwendungsmöglichkeiten des Tools jedoch weit darüber hinaus. Denkbar wäre ein Einsatz unter anderem auch für die Diagnose von Infektionskrankheiten - beispielsweise, um Pathogene zu identifizieren und mögliche Antibiotikaresistenzen zu erkennen.

Einfach selbsgemacht?


Die Wissenschaftler hoffen, dass ihr Aufsatz künftig in vielen Bereichen zum Einsatz kommt und damit die Kosten für Diagnosen deutlich reduziert. Zwar bedürfe es für die Anwendung nach wie vor entsprechender Expertise, etwa um die Proben sachgemäß vorzubereiten. Trotzdem sei die Analyse mit dem Tool relativ einfach und benötige vor allem keine fortschrittlichen Infrastrukturen.

Insbesondere Ärzte in geografisch isolierten Regionen könnten künftig von dem kostengünstigen Gerät profitieren - und weil 3D-Drucker für den Heimbedarf immer günstiger werden, könnten sie das Werkzeug womöglich sogar gleich selbst herstellen. (Nature Communications, 2017; doi: 10.1038/NCOMMS13913)
(Uppsala University, 18.01.2017 - DAL)
 
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