Bolus-Wissen: Mitochondrien auf Rettungs-Mission

Bolus-Wissen: Mitochondrien auf Rettungs-MissionSoziale Mitochondrien, Blinde ohne Stock und Zähne aus dem 3D-Drucker – hier bekommst du schnell wirksame Wissens-Boli zum Angeben.

Hat der Blindenstock bald ausgedient?

Ein Spaziergang durch die Nachbarschaft wird für sehbehinderte Menschen schnell zum Hindernislauf. Viele sind daher auf einen Blindenstock angewiesen; der Umgang mit dem Hilfsmittel braucht aber viel Übung. Könnte moderne Technik weiterhelfen und eine sichere Navigation in unbekannter Umgebung gewährleisten?

Ein Team der Shanghai Jiao Tong University in China entwickelte kürzlich eine Brille mit integrierter Kamera. Die aufgenommenen Bilder werden mithilfe einer künstlichen Intelligenz analysiert und in Audio- und Vibrationssignale übersetzt, die dem Träger Informationen über seine Umwelt liefern sollen. Die Wissenschaftler testeten ihre Entwicklung mit insgesamt 20 sehbehinderten Personen in einem 25 m langen Indoor-Parkour. Das Ergebnis: Die Probanden brauchten im Schnitt 25 % weniger Zeit, um den Weg zurückzulegen, als mit einem Blindenstock.

Die künstlichen Augen sind nicht die ersten ihrer Art, jedoch waren Vorgängermodelle nicht gut in den Alltag integrierbar. Das wollten die Entwickler ändern. Bis eine Produktion im größeren Stil möglich ist, gibt es noch einige Sicherheitshürden – das Hilfsmittel muss schließlich absolut verlässlich sein. Die Autoren sagen selbst, dass es noch zu früh sei, vorherzusagen, ob die Erfindung von Betroffenen angenommen und genutzt werden wird.

Ein Lächeln wie gedruckt

Rund neun Millionen Patienten in Deutschland erhalten jedes Jahr Kronen, Brücken oder Zahnprothesen – zunehmend gefertigt im 3D‑Drucker. Ein Forschungsteam der Hochschule und Universität Osnabrück geht noch einen Schritt weiter: Doktorand Marius Behnecke mischt flüssige Dentalharze, Glaspartikel und den bewährten Keimhemmer Chlorhexidin zu einem druckbaren Werkstoff, der Entzündungen aktiv vorbeugt.

Die Paste wird im DLP‑ oder LCD‑Drucker Schicht für Schicht unter UV‑Licht ausgehärtet. Schwierige Punkte sind eine absolut homogene Wirkstoffverteilung und die richtige Belichtungszeit: Zu wenig Licht schwächt die Mechanik, zu viel schädigt den Wirkstoff.

Warum das relevant ist

Lokale Wirkstofffreisetzung senkt Nebenwirkungen, weil Chlorhexidin nur dort wirkt, wo es gebraucht wird.
Selbstdesinfizierende Oberflächen erleichtern die Mundhygiene, verringern Infektionen und sparen Nachbehandlungen – gut für Patient und Kasse.

Praxisnah und zukunftsweisend

Der Prozess passt auf gängige Dentaldrucker, sodass Praxen keine teuren neuen Geräte anschaffen müssen. Anwendungsfelder sieht das Team auch außerhalb der Zahnmedizin, etwa bei Implantaten oder in der Orthopädie.

Die Arbeit ist Teil des EU‑Projekts 3D‑Perm (EFRE‑Linie 2.2.2). Betreuerin Prof. Svea Petersen sieht darin ein Beispiel, wie bioaktive 3D‑Materialien die Medizintechnik modernisieren – begonnen bei der Zahnprothese, perspektivisch bis hin zum Knochenimplantat.

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Organspende zwischen Zellen

Wenn ich an Mitochondrien denke, dann an immobile Organellen, die optisch ein wenig an Kellerasseln erinnern und ihre Zeit damit verbringen, Energie für ihre Zelle zu produzieren. Nun deuten jedoch immer mehr Publikationen darauf hin, dass dieses Bild zumindest teilweise falsch sein könnte. Es häufen sich Indizien, dass Mitochondrien sich bei Bedarf auf den Weg machen und anderen Zellen zu Hilfe kommen.

Neurowissenschaftler Kazuhide Hayakawa aus Boston vermutet, dass Mitochondrien die Fähigkeit zum Transfer zwischen Zellen möglicherweise aus ihrer evolutionären Vergangenheit als Bakterien erhalten haben. Dabei nutzen die Organellen verschiedene Transportwege, wie Vesikel oder tunnelähnliche Röhren zwischen Zellen. Warum der Mitochondrien-Austausch stattfindet, ist noch unklar. Der Prozess wurde meist in Zusammenhang mit zellulären Schäden beobachtet. Eine Hypothese ist daher, dass unbeschädigte Zellen ihre Mitochondrien an geschädigte, unter Stress stehende Zellen weitergeben.

Bislang konnte die Mitochondrien-Wanderung am Menschen noch nicht beobachtet werden – dafür fehlen die technologischen Mittel. Dennoch überlegen Forscher schon jetzt, wie das Phänomen in der Therapie verschiedener Erkrankungen eingesetzt werden könnte, darunter Schlaganfälle, Adipositas oder Krebserkrankungen. Der Weg dahin dürfte allerdings noch einige Zeit und Energie in Anspruch nehmen.

Bildquelle: erstellt mit Midjourney