Kunststoffe sind überall

Anstelle des Chemieunterrichts am 08.03. stellten uns die frisch berufenen Professoren Lutz Nuhn und Tomasz Jüngst ihre Arbeit an der Uni-Würzburg vor. Zu Beginn erzählte uns Herr Nuhn von seinem beruflichen Werdegang und sprach im Zuge dessen über die Studiengänge Biomedizinische Chemie und Makromolekulare Chemie. Dabei informierte er über uns täglich begegnende Polymere, die beispielsweise in Einweghandschuhen, Plastikverpackungen, Schnelltest oder auch in Masken enthalten sind. Wer es noch nicht wusste, erfuhr auch, dass auch unser Körper Biopolymere ausbildet, die unter anderem in unserer Haut, Nägeln, Haaren oder in Form von Antikörpern enthalten sind.

Mit der Nano-Post im Körper zur kranken Zelle

Lutz Nuhn selbst befasst sich in seiner Forschungsarbeit hauptsächlich mit der Nanomedizin. Er und seine Mitarbeiter versuchen dabei mit Hilfe von Nanopartikeln RNA-Moleküle oder andere Wirkstoffe in kranke Zellen oder Gewebe einzuschleusen. Dadurch entwickeln sie dann beispielsweise Impfstoffe. Um das Verfahren für uns anschaulich zu gestalten, brachte Herr Nuhn Curcumin in Polymernanopartikeln verpackt mit: Das sonst wasserunlösliche Curcumin bildete dadurch eine gelbliche Lösung. Dass Curcumin normalerweise wirklich nicht wasserlöslich ist, kann man selbst zu Hause ausprobieren, indem man Currypulver in Wasser und Öl gibt: Man wird feststellen, dass das Wasser sich nicht gelb färbt, während das Öl die gelbe Farbe des Curcumins aus dem Pulver annimmt.

Besonders beeindruckt haben uns die Bilder, die den Forschungserfolg der Nanomedizin zeigten: Mit Wirkstoff gefüllte Nanopartikel, die mit spezifischen Erkennungsstrukturen ausgestattet worden waren, konnten eine tumortragende Maus heilen. Mit dem schädlichen Mikroplastik haben die biologisch abbaubaren Nanokapseln nichts zu tun: Sie werden von den Zellen ohne Rückstände zu hinterlassen abgebaut.

Organe drucken - Science fiction?

Daraufhin übernahm Tomasz Jüngst den Vortrag und informierte uns über den Studiengang Biofabrikation. Dieser Studiengang existiert erst seit wenigen Jahren und bietet  viele neue Forschungsfelder.

Wir erfahren, dass bei der Biofabrikation mit Hilfe eines 3D-Druckers Lage für Lage aus Polymeren gedruckt und nicht etwa wie bei der noch weit verbreiteten Spritzgusstechnik in eine Form gegossen wird. Durch das additive 3D-Druck-Verfahren können auf Kunden speziell angepasste Werkstücke entstehen, wie beispielsweise angepasste Hörgeräte oder Bohrschablonen für die Zähne. Auch alltäglichere Gegenstände für Groß und Klein werden damit hergestellt, wie zum Beispiel die Sohle eines Schuhs (eine personalisierte Fertigung kommt hier allerdings nur im Hochleistungssport vor). Herr Jüngst und seine Arbeitsgruppe versuchen in die Druckmaterialien lebende Zellen einzubringen oder direkt mit Biopolymeren zu arbeiten. So können zum Beispiel Haut-, Knorpel- oder Muskelgewebe hergestellt werden oder auch ganze Blutgefäße. In der Forschung ist man hier mittlerweile sogar soweit, dass man schon ein "kleines Herz" erstellen konnte, dass sogar in der Lage war zu zucken. Funktionsfähige und naturnahe Organe sind allerdings noch Zukunftsmusik, da diese deutlich komplexer aufgebaut sind. Dabei muss man auch darauf achten, dass der Körper die Zellen nicht wieder abstößt. Aus diesem Grund verwendet man hierfür meist Zellen, die aus dem eigenen Körper stammen, um damit andere Zellstrukturen herzustellen.

Wir sind sehr beeindruckt, wie häufig uns Kunststoffe in vielfältigen Formen im Alltag begegnen. Am faszinierendsten war es zu erfahren, welch spannende Möglichkeiten uns in naher Zukunft im medizinischen Bereich zur Verfügung stehen werden.

Für ihren fesselnden Vortrag sind wir den beiden sehr dankbar und hoffen, dass sie bald wieder an unser Gymnasium kommen, um so auch andere Schüler für die Studiengänge zu begeistern.

Wer weiß, vielleicht verschlägt es den ein oder anderen unseres Kurses ja auch in die Forschung, um dann an den neuen medizinischen Möglichkeiten mitzuarbeiten.

Frida, Lena und Luis aus der Q11