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Ultraschall verwandelt Wasserbläschen in Mikrospritzen

Niederländische Wissenschaftler haben eine neue Methode zur Herstellung sehr feiner Flüssigkeitsstrahlen entwickelt. Dabei werden kleine Luftbläschen in einem Wassertank durch Ultraschallwellen zu nadelförmigen Gebilden verformt, die einen sehr feinen und starken Wasserstrahl aussenden können. Das berichten die Forscher in einer der nächsten Ausgaben der Physical Review Letters. Die Wasserstrahlen scheinen stark genug zu sein, um Zellmembranen zu durchlöchern, und könnten so zur Verabreichung von Medikamenten eingesetzt werden.

Ausgangspunkt des Experiments von Claus-Dieter Ohl von der Universität Twente und seinen Forscherkollegen war ein Wassertank, in dem sich sauerstoffarmes Wasser befand. Dieses war zudem mit kleinen Bläschen durchsetzt, die Durchmesser zwischen 7 und 55 Mikrometern besaßen. Die Wissenschaftler schossen nun energiereiche Ultraschallwellen durch den Behälter, so dass sich Schockwellen in der Flüssigkeit ausbildeten.

Trafen diese Schockwellen auf ein Bläschen, so verformte sich dieses zu einer feinen Nadel. Zudem drang ein Teil der Flüssigkeit in die Blase ein und durchquerte diese mit einer hohen Geschwindigkeit. Wenn die Flüssigkeit in der Blase, die ein Volumen von nur wenigen Femtolitern – dem Millionstel Teil eines Milliardstel Liters – aufwies, nun auf deren anderer Seite angekommen war, durchbrach sie die Trennwand zu der umgebenden Flüssigkeit und drang in Form eines feinen Strahls in diese ein.

Dieser Flüssigkeitsstrahl weißt den Forschern nach einen derartigen hohen Druck auf, dass er die Membran einer gewöhnlichen Zelle problemlos durchdringen könnte. Organische Moleküle mit medizinischer Wirksamkeit könnten damit auf einfache Weise in das Innere einer Zelle gebracht werden. Dazu müsste das Wasser nur mit den jeweiligen Molekülen versetzt werden. Derartige ?Mikrospritzen? könnten zukünftig das Arsenal von Medizinern bereichern, hoffen die Forscher.

Stefan Maier
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