Jahresbericht 2012 | 2013: Medizin. Menschen. Momente.

Ein winziges Goldpartikel – 500-mal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haars – landet in einer optischen Falle: Gefangen gehalten von einem Laserstrahl bewegt sich das Nanoteilchen über die Membran einer Tumorzelle. Dabei wirkt es wie eine Linse, die das Laserlicht fokussiert und zu einem scharfen chirurgischen Instrument macht. Dieses Nano- skalpell schneidet eine Öffnung in die Außenhaut der Krebszelle – im Inneren können Mitochondrien und Zell- kern nun so verändert werden, dass die Zelle sich nicht mehr teilen, der Tumor also nicht weiter wachsen kann. Dieses Szenario gehört zu den Visionen einer interdisziplinären Forschergruppe, zu der sich Wissen- schaftler der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgischen Klinik (Direktor: Prof. Dr. Dr. Dr. h. c. FriedrichW. Neukam) des Uni-Klinikums Erlangen, des Lehrstuhls für Photonische Technologien (Ordinarius: Prof. Dr. Michael Schmidt) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen- Nürnberg und der Erlangen Graduate School in Advanced Optical Technologies zusammengeschlossen haben. Schon seit über zehn Jahren kooperiert die MKG- Chirurgie mit dem Lehrstuhl für Photonische Techno- logien. Auch in einem aktuellen Forschungsprojekt, das im Rahmen des Schwerpunktprogramms „Optisch erzeugte Sub-100-nm-Strukturen für biomedizinische und technische Applikationen“ von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 500.000 Euro gefördert wird, bündeln Mediziner und Ingenieure ihr Know-how. Das Ziel: „Wir wollen die Prinzipien der klassischen Chirurgie vom Makroorganismus auf die zelluläre Ebene übertragen“, sagt PD Dr. Dr. Florian Stelzle, Projektleiter der MKG-Chirurgie. Nanostrukturen auf Metall In der ersten Phase des 2009 gestarteten Forschungs- vorhabens testete eine Arbeitsgruppe am Lehrstuhl für Photonische Technologien die Erzeugung feinster Strukturen zunächst an nicht biologischen Materialien. Mit einem Ultrakurzpulslaser, der statt eines kontinuier- lichen Laserstrahls nur stroboskopartige Lichtblitze aussendet, und winzigen Metallpartikeln gelang es den Wissenschaftlern, wenige Nanometer kleine Kerben und Vertiefungen in verschiedene Ober fl ächen einzu- arbeiten. Bei dieser Nanostrukturierung wird der Laser- strahl von einem für das Auge unsichtbaren Teilchen auf den Werkstoff fokussiert. Direkt hinter dem Partikel entsteht ein elektromagnetisches Nahfeld – In Erlangen wird ein OP-Besteck erprobt, das auf den Nanometer genau ist: Mit Laserstrahlen und kleinsten Partikeln wollen Wissenschaftler lebende Zellen operieren. SKALPELLE AUS LICHT Mit dem Strahl eines Ultrakurzpulslasers lassen sich Zellmembranen öffnen und einzelne Zellbestandteile gezielt manipulieren. UNIVERSITÄTSKLINIKUM ERLANGEN | 13