Nanotechnologie in der Medizin

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung (Executive Summary)

Ziele

1 Einleitung
1.1 Übersicht
1.2 Einleitung

2 Stärken und Schwächen
2.1 Anwendungsbereiche in der Medizin
2.2 Stärken und Schwächen

3 Empfehlung hinsichtlich der Chancen und Risiken
3.1 Risikoforschung fördern
3.2 Begleitforschung einrichten
3.3 Gesamtwirtsch. Verständigungsprozess einleiten
3.4 Quellenverzeichnis
3.4.1 Internet
3.4.2 Interviews
3.4.3 Endnotenverzeichnis

Anhang

Zusammenfassung (Executive Summary)

Schneller, früher und genauer sollen Krankheiten dank den Nanowissenschaften diagnostiziert werden können. Dies die Meinung internationaler Fachleute. Klar verbesserte Therapien sind – ausser zum Beispiel bei Krebs – kaum vor 2020 zu erwarten. Neben Chancen birgt die Nanotechnologie aber auch nicht vernachlässigbare Risiken wie zum Beispiel die Nanotoxizität. Die Nanotechnologie gilt als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts und steht hinsichtlich der möglichen Anwendungen noch am Anfang.

Nanow i ssenschaften verändern Med i z i n.

Bis 2010 erwarten Experten vor allem im Bereich der Diagnose von Krankheiten markante Fortschritte: Diagnosen werden schneller, können schon im Frühstadium einer Krankheit gestellt werden und liefern spezifischere und genauere Resultate als die bisherigen Methoden. Dank den Ergebnissen der Nanowissenschaften sollten nach Einschätzung von Experten auch Therapien zu einzelnen Krankheiten bis 2020 markant verbessert werden können. In erster Linie erhoffen sich Experten Fortschritte in der Früherkennung und Behandlung von Krebs, Herzkreislauf Erkrankungen und viralen Infektionen. Auch wenn die Möglichkeiten heute tendenziell eher über- und die Schwierigkeiten unterschätzt werden, so ist die Meinung innerhalb der Fachkreise einhellig: Die Nanowissenschaften werden die klassische Medizin stark verändern. Allerdings gehören die vielzitierten Nanoroboter wohl noch sehr lange ins Reich der Science Fiction.

Nanotox i z i tät und Nanopart i ke l – eine ernstzunehmende Gefahr.

Mit der Beurteilung der Chancen als auch der möglichen Risiken der Nanotechnologie sind noch bedeutende Unsicherheiten verbunden. So ist beispielsweise heute noch offen, wie stark der gesellschaftliche Druck auf den Einzelnen ausfallen wird, wenn nanotechnologisch verbesserte Gendiagnostik eine flächendeckende, vorausschauende Gesundheits- vorsorge ermöglichen wird. Jeder Einzelne wird sich unter Umständen viel stärker als heute mit seinem Körper befassen und die nicht immer einfache Entscheidung treffen müssen, was er über sich wissen möchte. Die Frage des Datenschutzes und der Privatsphäre wird damit zentral. Auch dürfte die Grenze zwischen Krankheit und Gesundheit zunehmend undeutlicher werden. Mehr als die Hälfte der Fachleute beurteilen die Wahrscheinlichkeit der Toxizität von direkt angewendeten Nanopartikeln in der Medizin als nicht vernachlässigbar. So scheint es etwa möglich, dass die bis anhin nicht überwindbare Blut-Hirnschranke durch Nanopartikel umgangen werden könnte. Neben allen positiven Möglichkeiten, dürfen die gefährlichen Auswirkungen der Nanotoxizitiät und der Nanopartikel für Mensch und Umwelt nicht verharmlost werden.

R i s i koforschung und gese ll schaft li ch D i skuss i on notwend i g.

In der Studie Nanotechnologie in der Medizin [7] der TA –SWISS, des Zentrums für Technologiefolgen-Abschätzung beim Wissenschafts- und Technologierat wird die Einrichtung eines interdisziplinären, unabhängigen Fachgremiums zur laufenden Beurteilung und zur frühzeitigen Abschätzung möglicher Folgen der Nanotechnologie empfohlen. So sollte sich ein entsprechendes Fachgremium der Förderung der Risikoforschung und der permanenten Begleitforschung betreffend Akzeptanz, Missbrauchspotenzialen, sowie ethisch moralischen Fragen annehmen. Zusätzlich hätte ein entsprechendes Gremium einen permanenten Verständigungsprozess zwischen Forschung, Unternehmen, Politik und Öffentlichkeit einzuleiten.

Ziele

Die Ziele dieser Arbeit sind,

- einen Überblick über die Anwendungsgebiete der Nanotechnologie im Bereich der Medizin zu geben,
- die Einsatzgebiete, sowie das Spannungsfeld zwischen den Möglichkeiten und den damit verbundenen Risiken der Nanotechnologie aufzeigen,
- Interesse zu wecken und
- Denkanstösse zu geben.

Vorrangiges Ziel ist die Schaffung von Bewusstsein über das Spannungsfeld zwischen Chancen und Risiken in der medizinischen Nanotechnologie durch zur Verfügung Stellung von Information in geeigneter, übersichtlicher und kurzer Form. Auf Ausschweifungen und nanotechnologische Fachtermini wird verzichtet.

1 Einleitung

1.1 Übersicht

In kurzweiliger Weise wird in die Thematik der Nanotechnologie am Beispiel der Medizin eingeführt. Die Arbeit gliedert sich in die Teile:

1 Einleitung: in die Nanotechnologie, einführender Teil
2 Stärken und Schwächen der Nanotechnologie in der Medizin
3 Empfehlungen hinsichtlich der Chancen und Risiken aus der Studie „Nanotechnologie in der Medizin“ des Zentrums für Technologiefolgen- Abschätzung – Schweiz.

1.2 Einleitung

Nanopartikel besitzen ganz andere Eigenschaften als gröbere Materialien der gleichen Zusammensetzung. Diese Besonderheit verdanken sie ihrer Kleinheit - sie messen weniger als der achthundertste Teil einer Haaresbreite. Nanomaterialien öffnen ein weites Feld für neue Anwendungen - aber auch für neue Gefahren.

Schon heute spielen die Nanomaterialien eine wichtige Rolle, die zumeist auf chemischem Wege oder mittels mechanischer Methoden hergestellt werden. Einige davon sind kommerziell verfügbar und werden in handelsüblichen Produkten eingesetzt, andere sind wichtige Modellsysteme für die physikalisch-chemische und materialwissenschaftliche Forschung. Ebenfalls bedeutend ist die Nanoelektronik, deren 'Zugehörigkeit' zur Nanotechnologie in der wissenschaftlichen und forschungspolitischen Praxis aber nicht einheitlich gesehen wird. [1]

Eine Entwicklungsrichtung der Nanotechnologie kann als Fortsetzung und Erweiterung der Mikrotechnik angesehen werden (top-down-Ansatz), doch erfordert eine weitere Verkleinerung von Mikrometerstrukturen meist völlig unkonventionelle neue Ansätze. Die Chemie folgt in der Nanotechnologie oft dem entgegengesetzten Ansatz: 'bottom-up'. Chemiker die üblicherweise in molekularen, d.h. sub-nano Dimensionen arbeiten, bauen aus einer Vielzahl von einzelnen Moleküleinheiten größere nanoskalige Molekülverbunde auf. Ein Beispiel dazu sind Dendrimere (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Dendrimere).

Nur ein kleiner Zweig der Nanotechnologie beschäftigt sich mit Nanomaschinen oder Nanobots.

Das momentan absehbare Ziel der Nanotechnologie ist die weitere Miniaturisierung der Halbleiterelektronik und der Optoelektronik sowie die industrielle Erzeugung neuartiger Werkstoffe wie z. B. Nanoröhren.

Zahlreiche Anwendungen betreffen auch Probleme des Alltags: ein Beispiel dafür ist der Lotuseffekt, der selbstreinigende Oberflächen ermöglicht. Auch als Schutzanstrich für Karosserien wird die Nanotechnologie derzeit verwendet. Dabei fungiert ein nanoskalisches Bindemittel als Alternative zu Chromatschichten bei der Automobillackierung. Auch der Schutz vor ultravioletter Strahlung in modernen Sonnencremes besteht aus nanoskaligem Titandioxid.

Das Ziel der Entwicklung in der Nanotechnologie ist die digitale, programmierbare Manipulation der Materie auf atomarer Ebene und die daraus resultierende molekulare Fertigung, bzw. MNT.

Untersuchungen bis in den atomaren Bereich sind heute mit dem Elektronenmikroskop oder dem Rasterkraftmikroskop möglich.

2 Stärken und Schwächen

2.1 Anwendungsbereiche in der Medizin

In der Medizin bieten Nanopartikel die Möglichkeit, neuartige Diagnostika und Therapeutika zu entwickeln, beispielsweise Kontrastmittel für die bildgebenden Verfahren der Computertomographie oder Magnetresonanztomographie sowie neue Medikamente mit Nanopartikeln als Wirkstofftransporter oder -depot, beispielsweise in der Tumorbekämpfung. Hierbei werden eisenoxidhaltige Nanopartikel in die Blutbahn injiziert, wodurch diese mit dem Blustrom im Körper verteilt werden. Nach der Anreicherung im Tumor kann dieser durch ein angelegtes Magnetfeld erhitzt und somit zerstört werden. Im Fokus der Forschung stehen hierbei die Methoden, durch die eine gezielte Anreicherung der Nanopartikel im Tumor erreicht werden kann. Oberflächen aus Nanostrukturen bieten die Möglichkeit, langlebigere, biokompatible Implantate zu entwickeln. Diese Disziplin der Nanotechnologie wird auch als Nanobiotechnologie bezeichnet. [2]

2.2 Stärken und Schwächen

Nachfolgend sind fünf Typen von „Werkzeugen“, die die Gesamtheit der Möglichkeiten, den Werkzeugkasten der Nanotechnologie in der Medizin, abdecken sollten definiert. "Werkzeug" darf hier nicht allzu wörtlich verstanden werden. Nanotechnologie bedeutet eine Vielzahl von Produkten, Methoden und Verfahrensweisen. Der Werkzeugcharakter der Nanotechnologie kommt in diesem Verständnis nun dadurch zum Ausdruck, dass sie für bestimmte Zwecke "angewendet" wird, so in der Medizin etwa für diagnostische oder therapeutische Zwecke. Die fünf Werkzeug Typen sind:

Partikel: sind eher einfach strukturierte "Teilchen", die über das Konzept eines Moleküls hinausgehen, aber von den Lineardimensionen her zur Nanowelt gehören.

Strukturen: sind eher komplex strukturierte Teilchen oder Systeme von verbundenen Teilchen.

Oberflächen: sind ausgedehnte flächige Strukturen.

Devices: sind hochkomplexe Strukturen mit mechanisch, chemisch oder elektrisch aktiven funktionellen Einheiten.

Methoden: sind in der Nanotechnologie übliche Untersuchungs- und Verarbeitungsmethoden.

[3], [4]

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