Die Verteilung von Nanopartikeln im Hirngewebe und Hirnzellen, sowie mögliche biologische Wirkungen von Nanopartikeln unterschiedlicher Grösse aus biologisch abbaubaren Implantaten sind Gegenstand unserer Untersuchungen. Ziel der Studie ist es, mögliche Gefahren von Nanopartikel-angereicherten Gefässimplantaten in Hirn zu identifizieren.
Hintergrund
In der modernen Medizin werden nur wenige Nanometer grosse Teilchen, die etwa 100 mal kleiner als rote Blutkörperchen sind, zunehmend in Diagnosetechniken, als Transporter von pharmazeutischen Wirkstoffen, oder in biokompatiblen Implantaten eingesetzt. Mit speziellen Nanopartikeln (NP) angereicherte biokompatible Implantate dienen als Klebstoff bei der Laser-induzierten, nahtlosen Verbindung von Gefässen im Hirn. Infolge ihrer geringen Grösse werden NP nicht vom Immunsystem erkannt, überwinden die Blut-Hirn-Schranke und können quasi mühelos in Zellen eindringen. Dort können NP oxidativen Stress verursachen und Hirnentzündungen oder andere unerwünschte Hirnreaktionen auslösen.
Ziel
Ziel unserer Forschung ist es, diese Gefahren zu erforschen und zu verstehen. Die reaktiven Eigenschaften von NP hängen nicht nur vom Material, sondern sehr stark auch von ihrer Gestalt und Grösse ab. Wir verwenden verschiedene, synthetisch hergestellte NP und untersuchen, ob sich diese unter Laserbestrahlung verändern und welchen Einfluss dies auf die Wechselwirkung mit biologischem Gewebe hat. Unsere Studien sollen zeigen, wie sich NP im Organismus und Blutkreislauf verteilen, und ob sie biologische Reaktionen im Hirn auslösen. In einem ersten Teil werden verschiedene NP hergestellt und genau charakterisiert. In einem zweiten Schritt untersuchen wir die Wechselwirkung von NP mit Zellkulturen und Hirnschnitten. Modernste optische und elektronenmikroskopische Methoden erlauben uns die Verteilung der NP in den Zellen quantitativ zu bestimmen. Mit spezifischen fluoreszierenden Markern weisen wir oxidativen Stress in Zellen nach. In einem dritten Teil untersuchen wir mittels radioaktiv markierten NP im Gesamtorganismus, ob, wo und wie stark sich NP in den unterschiedlichen Organen im Körper anreichern.
Bedeutung
Bisher gibt es keine gesicherten Erkenntnisse über den Verbleib und mögliche Wechselwirkungen von NP, welche sich im Hirngewebe aus abbaubaren Implantaten lösen. Unsere wissenschaftlichen Erkenntnisse können als Grundlage für geeignete Vorschriften im Umgang mit NP dienen.
Originaltitel: Transport of nanoparticles after release from biodegradable implants
Betrag: CHF 405'944.-
Dauer: 36 Monate
Projektverantwortlicher
- Prof. Martin Frenz