Spritze mit Moskitorüssel als Vorbild
Mikronadeln sollen die Haut schmerzfrei durchstoßen
Indische und japanische Forscher haben eine spezielle Mikrospritze entwickelt, die schmerzfrei in die Haut einstechen kann, etwa um kleine Blutproben zu entnehmen. Nachempfunden ist die Spritze dem Rüssel eines Moskitos. Dessen Einstich verursacht nämlich keinen Schmerz, sondern der abgesonderte Speichel. Die Mikrokanüle hat einen Außendurchmesser von 60 Mikrometern, was dem Durchmesser eines menschlichen Haares entspricht. Damit lassen sich fünf Mikroliter Blut pro Sekunde abnehmen, die ausreichen, um beispielsweise bei Diabetikern den Blutzuckerspiegel zu messen.
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Moskitos saugen Blut durch Muskelbewegungen in ihrem Rüssel. Dieses Prinzip kopieren Suman Chakraborty vom Indian Institute of Technology in Kharagpur and Kazuyoshi Tsuchiya von der Tokai University in Kanagawa, indem sie am Ende der starren Nadeln eine elektrisch betriebene Pumpe aus Piezokeramiken platzierten. Die Piezokeramiken ändern ihre Ausdehnung mit der anliegenden elektrischen Spannung und dienen als Pumpenantrieb. In einer Computersimulation studierten die Forscher zunächst das Fließverhalten innerhalb der Kanüle. Dabei stellten sie fest, dass bei geringen Durchmessern sogenannte Kapillarkräfte den Flüssigkeitsstrom unterstützen. Solche Kräfte transportieren auch bei Bäumen den Saft von den Wurzeln bis in die Wipfel.
Die Forscher produzierten dann Kanülen mit einem Innendurchmesser von 25 Mikrometern und einem Gesamtdurchmesser von 60 Mikrometern. Im Vergleich dazu haben konventionelle Spritzennadeln Durchmesser von 900 Mikrometern. Damit die feinen Nädelchen nicht brechen, verwenden die Forscher Titanlegierungen. Die Nadeln sind so robust, dass sie drei Millimeter an menschlicher Haut schmerzfrei durchstechen können, um an Blutgefäße zu gelangen. Sie können zum Abnehmen von Blut, aber auch zum Dosieren von Medikamenten eingesetzt werden, berichten die Forscher. Wie benutzerfreundlich die Mikronadeln in der Praxis sind, müssen weitere Tests zeigen.
Newscientist, Onlinedienst
ddp/wissenschaft.de – Martin Schäfer
