Stachel der Honigbienen Vorbild für Operationsnadeln

  • Veröffentlicht am: 04.05.2018
3-D-Nadeln dringen für Messungen in das Untersuchungsgel ein. Foto: Ryan S. Brandenberg/Temple University

„Wir brachten ein paar Honigbienen ins Labor, extrahierten ihre Stachel und inspizierten sie unter einem Mikroskop. Die Art und Weise, wie Honigbienen menschliche Haut durchstechen, ist sehr vorteilhaft für das, was wir zu entwickeln versuchen, denn hauptsächlich aufgrund der Widerhaken des Stachels geht er relativ glatt durch die Haut in das Gewebe“, so Parsaoran Hutapea von der Temple Universität.

In einer Studie wurden einige Designparameter wie die Form des Widerhakens definiert und ihre Auswirkungen auf die Einsetzkraft genau untersucht. Mithilfe von 3D-Druckern wurden schließlich entsprechende bioinspirierte Nadeln hergestellt und getestet. Die neu entwickelten Nadeln besitzen kleine Kerben; sie verringern die Einsetz- und Extraktionskräfte der Nadeln und tragen dazu bei, Gewebeschäden zu minimieren. Im Testaufbau wurden gewebeähnliche Gele verwendet, um die Einführungs- und Extraktionskräfte zu messen. Die Parameter des Widerhakenentwurfs wurden dann experimentell durch detaillierte experimentelle Verfahren modifiziert, um die Einsetzkraft weiter zu reduzieren.

Am Ende standen Tests an Rinderlebergewebe. Im Ergebnis zeigte sich, dass die Insertionskraft der Nadeln beim künstlichen Gewebe um 21 bis 35 % und beim Rinderlebergewebe um 46 % abnahm.

Aktuell sind die neuen Nadeln noch in der Entwicklung. Vor dem Praxiseinsatz benötigen sie auch noch eine Zulassung der zuständigen Food and Drug Administration. „Die Hoffnung besteht, dass wir in zwei bis drei Jahren die Technologie soweit entwickelt haben“, so Parsaoran Hutapea.

Der Zugang zur Studie ist beschränkt (Paywall).
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