Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ulmer Forscher entwickeln spermienfreundliche Petrischale

22.02.2013
Seit ihrer Erfindung vor 126 Jahren durch den deutschen Bakteriologen Richard Julius Petri ist sie ein unentbehrliches Hilfsmittel für zahllose medizinische, biologische oder chemische Laborversuche

Die nach ihrem Erfinder benannte Petrischale, ursprünglich gefertigt aus Laborglas, seit 1956 vorwiegend aus dem Kunststoff Polystyrol. Jetzt könnte der Petrischale aus herkömmlichem Material Konkurrenz erwachsen: Eine Forschergruppe um Dr. Andrei Sommer vom Institut für Mikro- und Nanomaterialien der Universität Ulm hat eine Alternative aus Nanodiamant-beschichtetem Quarzglas entwickelt.


Gerade auch empfindliche Zellen wie Spermien fühlen sich auf der diamantbeschichteten Petri-Schale sehr wohl. Anders als die Laborschalen aus Polystyrol bildet sich dort bei Wasserkontakt keine zellschädigende Zwischenschicht. Serienmäßige Quarzschalen werden durch chemische Bedampfung mit künstlichem Diamant beschichtet.
Foto: Uni Ulm

Große Vorteile verspricht sie unter anderem für die Reproduktionsmedizin, für die Zeugung menschlichen Lebens im Labor also. Über die Arbeit der Ulmer Wissenschaftler berichtet das renommierte Journal „Science“ in seiner jüngsten Ausgabe. Am (heutigen) Freitag haben sie ihre Neuentwicklung in Ulm vorgestellt.

Beteiligt daran neben Sommer: Dr. Friedrich Gagsteiger, Gynäkologe, ausgewiesener Reproduktionsmediziner und seit 1993 Leiter des von ihm gegründeten „Kinderwunsch-Zentrums Ulm“, zusammen mit dem Ableger in Stuttgart eines der führenden reproduktionsmedizinischen Zentren in Süddeutschland, sowie Dan Zhu, auf Biomaterialien spezialisierte Nachwuchswissenschaftlerin aus Nanjing, die an der Universität Ulm den Masterstudiengang Advanced Materials absolviert hat und derzeit bei Sommers Institutsdirektor Professor Hans-Jörg Fecht promoviert.

Gemeinsam haben sie in einer ersten Studie zum Thema festgestellt: Spermien überleben in der neuartigen Petrischale länger, ihre Funktionen bleiben dabei zugleich intakter. „Ein wichtiger Faktor für eine erfolgreiche Befruchtung“, sagt Gagsteiger, optimistisch, was die Neuentwicklung angeht: „Ich glaube, dass sie sich durchsetzen wird.“ Denn gerade beim Beginn menschlichen Lebens bestünde „ein Bedürfnis nach absoluter Sauberkeit“. In den deutlich höheren Kosten sieht der erfahrene Facharzt kein Hindernis. „Wir wollen doch das Bestmögliche tun und keine Kompromisse eingehen“, sagt der vierfache Vater. Allenfalls die Mehrfach-Verwendbarkeit der voraussichtlich rund 100 Euro teuren neuen Petrischalen sei womöglich neben der Schichtdecke eine Frage des Preises.

Die beträgt Sommer zufolge gerade mal einen Mikrometer, einen Tausendstel Millimeter also, besteht aus synthetischem transparentem Diamant und wird in einer chemischen Bedampfungsanlage des Instituts bei 700 Grad Hitze aufgebracht. Auf serienmäßig erhältlichen Quarzglas-Schalen übrigens. Rund zehn Stunden dauere der Vorgang, so der in Physikalischer Chemie promovierte Physiker, Ideengeber und Erstautor der Studie.

Zu der ihn fraglos höchst unterschiedliche Wege geführt hatten. Zunächst die schon vor fünf Jahren publizierte Erkenntnis, dass aus Vulkanen gewonnene natürliche Diamanten Aminosäuren eine Plattform zur Kettenbildung bieten. „Dass Diamanten ganz am Anfang der Evolution eine Rolle gespielt haben, war unser Leitgedanke“, berichtet Andrei Sommer. Resultierend aus einer speziellen Wasserstruktur auf dem Diamanten, erklärt der Wissenschaftler. Demgegenüber habe er bei einer Untersuchung des Verhaltens von Krebszellen am Forschungszentrum Karlsruhe zwei Jahre später festgestellt: „Die Zellen mögen die Petrischale nicht.“ Polystyrol habe „Eigenschaften, die Zellen nicht gut tun“. Nachgewiesen übrigens am höchst unterschiedlichen „Kletterverhalten“ der Zellen: Auf Silicium und Glas wenig ausgeprägt, auf Polystyrol annähernd Null, auf Diamant indes ein sehr lebhaftes.

Der nächste Schritt sei dann im Vorjahr der erstmalige Nachweis gewesen, dass Polystyrol, für die Aufnahme von Zellkulturen hydrophil gemacht, beim Kontakt mit Wasser weicher wird. Minimal zwar nur, aber messbar und vermutlich verbunden mit dem Aufbau einer dünnen zelltoxischen Schicht als Reaktion. „Ein Alarmsignal für Zellen“, sei er schon damals überzeugt gewesen. In Verbindung mit Glas, Silizium oder Diamant dagegen seien keinerlei Wechselwirkungen mit Wasser zu verzeichnen gewesen.

Was ihn zu der naheliegenden Fragestellung geführt habe: „Wo könnte dieser Effekt eine wichtige Rolle spielen?“ Und die Antwort führte schließlich zum Umgang mit menschlichen Ei- und Samenzellen, zur Entwicklung der neuartigen Petrischale. Wobei eine weitere Studie bereits vorbereitet wird. Nach der Vitalität sollen nun die Auswirkungen auf die Beweglichkeit der Spermien untersucht werden, Dr. Sommer zufolge schwieriger als die erste Phase. Unabhängig davon: Alle Beteiligten gehen davon aus, dass die Nanodiamant-Lösung auch hier Vorteile bieten wird.

Willi Baur | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie