Ein Megatrend, der in allen Lebensbereichen und besonders in der Medizin in den kommenden Jahren zu revolutionären Veränderungen führen wird, ist die Miniaturisierung. Insbesondere die Skalierung im Nanobereich eröffnet in der Medizintechnik ein neues und breites Anwendungsspektrum.
Definiert wird die Nanotechnologie über die Dimension: Ist mindestens eine Richtungsdimension einer funktionalen Strukturgrösse kleiner als 100 Nanometer, zählt ein Material oder eine Komponente zur Nanotechnologie. An dieser Stelle lohnt sich ein Grössenvergleich. Eine menschliche Zelle wie etwa ein weisses Blutkörperchen hat eine Grösse zwischen 7 und 20 Mikrometer, das entspricht 7000 bis 20000 Nanometern. Ein Glukosemolekül ist etwa einen Nanometer gross, Viren um die 100 Nanometer. Während Mikrotechnologie noch greifbar scheint, entziehen sich die nochmals viel kleineren Nanopartikel oder gar Nanobots fast der menschlichen Vorstellungskraft. Wir können sie nicht sehen, nicht anfassen, und sollen sie dennoch irgendwann in der Zukunft in unserem Körper wichtige Aufgaben erledigen lassen. Wie weit sind die Forscher mit dieser Technologie?
Nano- und Mikrobots
Wenn man sich in der Schweizer Forschungslandschaft mit Mikro- und Nanotechnologie beschäftigt, führt kein Weg vorbei an Bradley Nelson. Der ETH-Professor für Robotik und intelligente Systeme erforscht und entwickelt Mikro- und Nanosysteme. Professor Nelson studiert die Konzepte des natürlichen Mikrokosmos, um sie in seinen Forschungsprojekten anzuwenden, beispielsweise die Fortbewegung und Formveränderung von Einzellern. Bereits zum zweiten Mal erhielt er 2017 einen Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC). Mit den Forschungsgeldern möchte er Mikroroboter für medizinische Anwendungen entwickeln, die aus weichen, magnetischen Hydrogelen gefertigt werden und die ihre Form verändern können 1.
Neben den Mikrorobotern ist aber auch die Nanorobotik Gegenstand der Forschung von Professor Nelson und seinem Forscherteam. Aktuelle Forschungsthemen sind weiterhin Mikrocomputerunterstützte Operationstechniken, die magnetische Manipulation von Nano-und Mikrorobotern, Fortbewegungstechniken, drahtlose Energieübertragung, die Elektrostimulation von biologischen Materialien und die Charakterisierung von Nano- und Mikrostrukturen 2.
Magnetische Steuerung von Mikrosystemen
FluidFM für Analyse und Druck
Das Schweizer Unternehmen Cytosurge, das als ETH Spin off startete, kombiniert in seiner FluidFM Technologie, die Rasterkraftmikroskopie mit der Mikrofluidik. Diese Technologie eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten für die Single-Cell-Biologie und in der Oberflächenanalyse. Mit speziellen Messsonden, die nanofluidische Kanäle enthalten, können lösliche Moleküle durch eine an der Messspitze befindliche Submikrometer-Öffnung gespritzt werden. Eine Kraftkontrolle erlaubt sogar eine Differenzierung, ob eine Zellmembran nur berührt oder durchstossen werden soll. Mit der FluidFM Technologie wird es damit möglich, die Zellmembran einer einzelnen Zelle zu durchstossen, etwas Flüssigkeit zuzuführen oder zu entfernen, ohne dass die Zelle abstirbt 3. Die Grundlagen der FluidFM Technologie setzt Cytosurge ebenfalls bei der Entwicklung eines 3D-Druckers für Metallstrukturen im Mikrometer- und Submikrometerbereich ein. Die Nanokanäle und -pipetten sowie die Genauigkeit der Positionierung werden genutzt, um feinste Metallstrukturen in hoher Qualität zu drucken 4.
Potenzial und Folgen der Nanotechnologie
Nanopartikel werden seit etwa zehn Jahren in der Medizin verwendet. Nanoskalierung bedingt ein verändertes Verhalten von Stoffen. Neben den positiven Aspekten, die dadurch ermöglicht werden, müssen auch deren Folgen für den Menschen und die Umwelt betrachtet werden. Was man bisher weiss ist, dass die Nanopartikel sehr reaktionsfreudig sind und leicht haften – aneinander und an anderen Molekülen. Weltweit werden im Jahr mehrere Tausend Tonnen Nanopartikel hergestellt 5. «Auf die Frage, welche potenziellen Risiken entstehen, wenn grosse Mengen Nanomaterial in die Umwelt gelangt, hat die nanotoxikologische Forschung noch keine abschliessenden Antworten», sagt Christopher Coenen vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des Karlsruher Institutes für Technologie KIT. «Offenkundig ist aber besonderes Augenmerk auf den Produktionsprozess zu legen, also auf Fragen der Arbeitssicherheit und Gesundheit im Produktionsprozess.»
Heike Henzmann
Quellenverzeichnis
(1) www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/ethnews/news/2017/03/erc-advanced-grants-2017.html
(2) www.msrl.ethz.ch/de/forschung.html
(3) www.cytosurge.com/de_DE/page/technology
(4) www.cytosurge.com/de_DE/page/micro3dprinting
(5) www.gentechfrei.ch/nanotechnologie-2/1465-dienanomedizin-auf-dem-vormarsch
Veranstaltung für Fachleute aus den Bereichen Pharma, Medizintechnik, Kosmetik und Non-Food über aktuelle Entwicklungen in der Verpackungstechnologie
Datum: 06. November 2025
Ort: St. Gallen (CH)
Veranstaltung zu Themen und Herausforderungen der Gesundheitsversorgung
Datum: 06. November 2025
Ort: Zürich (CH)
Fachveranstaltung, die sich mit dem Thema Demenz auseinandersetzt
Datum: 12. November 2025
Ort: St.Gallen (CH)
Internationale Fachmesse für Hotellerie, Gastronomie, Take-away und Care-Institutionen in der Schweiz
Datum: 15.-19. November 2025
Ort: Basel (CH)
Internationale Fachmesse für Medizintechnik, Medizinprodukte, Elektromedizin, Labortechnik und Diagnostika
Datum: 17.-20. November 2025
Ort: Düsseldorf (D)
Internationale Leitmesse für den medizintechnischen Zuliefererbereich
Datum: 17.-20. November 2025
Ort: Düsseldorf (D)
Branchentag für die Spital-, Heim- und Gemeinschaftsgastronomie in der Schweiz
Datum: 17. November 2025
Ort: Zürich (CH)
Jahrestagung Plattform Qualitätsmedizin Schweiz
Datum: 19. November 2025
Ort: Bern (CH)
Kongress im Bereich Leadership und Management in der Pflege
Datum: 21. November 2025
Ort: Bern (CH)
Kongress für die Pharmaindustrie mit Konzentration auf die digitale Transformation und Automatisierung
Datum: 24.-25. November 2025
Ort: Vösendorf (A)
Konferenz für die Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung im Gesundheitswesen
Datum: 25. November 2025
Ort: Berlin (D)
Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management
Datum: 26.-27. November 2025
Ort: Zürich (CH)
Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse
Datum: 26.-27. November 2025
Ort: Zürich (CH)
Internationale Konferenz zu Biosicherheit und Labortechnik
Datum: 01.-03. Dezember 2025
Ort: Freising bei München (D)
Weltweit führende Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien
Datum: 13.-16. Januar 2026
Ort: Frankfurt am Main (D)
Fachmesse der Schweizer Bau- und Immobilienwirtschaft
Datum: 20.-23. Januar 2026
Ort: Basel (CH)
Schweizer Fachmesse für Verpackungslösungen und -technologien
Datum: 28.-29. Januar 2026
Ort: Bern (CH)
Fachmesse für Intralogistik, Distribution, Transport und E-Logistik in der Schweiz
Datum: 28.-29. Januar 2026
Ort: Bern (CH)
Kongress über aktuelle Entwicklungen, Innovationen und Herausforderungen im Bereich Recycling
Datum: 30. Januar 2026
Ort: Biel/online (CH)
Internationale Zuliefermesse für die Süßwaren- und Snackindustrie
Datum: 01.-04. Februar 2026
Ort: Köln (D)
Schweizer Fachmesse für die Bereiche Trinkwasser, Abwasser und Gas
Datum: 04.-06. Februar 2026
Ort: Bulle (CH)
Schweizer Fachmesse und ein Treffpunkt für die Getränkeindustrie, insbesondere für Brauer und Getränkeproduzenten
Datum: 05.-06. Februar 2026
Ort: Aarau (CH)
Weltleitmesse für Bio-Lebensmittel
Datum: 10.-13. Februar 2026
Ort: Nürnberg (D)
Internationale Fachmesse für Naturkosmetik
Datum: 10.-13. Februar 2026
Ort: Nürnberg (D)
International führende Fachmesse mit Kongress für gedruckte Elektronik
Datum: 24.-26. Februar 2026
Ort: München (D)
Fachmesse für Design, Entwicklung und Beschaffung von Kunststoffprodukten
Datum: 25.-26. Februar 2026
Ort: Ulm (D)
Leitmesse für Hotellerie, Gastronomie, Bäckereien und Konditoreien
Datum: 13.-17. März 2026
Ort: Hamburg (D)
Internationale Fachmesse für Weine und Spirituosen
Datum: 15.-17. März 2026
Ort: Düsseldorf (D)
Konferenz für die Zukunft des Gesundheitswesens in der Schweiz
Datum: 19. März 2026
Ort: Basel (CH)
Ostschweizer Branchentreffpunkt der Gastronomie und Hotellerie
Datum: 22.-24. März 2026
Ort: St.Gallen (CH)
Internationale Fachmesse für Intralogistik
Datum: 24.-26. März 2026
Ort: Stuttgart (D)
Messe für HR-Professionals in der Schweiz
Datum: 24.-25. März 2026
Ort: Zürich (CH)
Weltleitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference
Datum: 24.-27. März 2026
Ort: München (D)
Veranstaltung für aktuelle Trends und Perspektiven im Gesundheitswesen
Datum: 25.-26. März 2026
Ort: Luzern (CH)
Festival für nachhaltige und faire Schokoladenproduktion
Datum: 29. März 2026
Ort: Zürich (CH)
Veranstaltung für die Pharmalogistik und die Lieferketten in der Pharmaindustrie
Datum: 14.-16. April 2026
Ort: Wien (CH)
International Messe für alle Technologien rund um die industrielle Transformation
Datum: 20.-24. April 2026
Ort: Hannover (D)
Internationale Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe
Datum: 21.-24. April 2026
Ort: Frankfurt am Main (D)
Leitmesse für die Pflegewirtschaft
Datum: 21.-23. April 2026
Ort: Essen (D)
Europas führende Messe für Digital Health
Datum: 21.-23. April 2026
Ort: Berlin (D)
Führende Schweizer Fachtagung für die Lebensmittelbranche
Datum: 23. April 2026
Ort: Luzern (CH)
Fachtagung für Spitalingenieure
Datum: 24. April 2026
Ort: Baden (CH)
Internationale Konferenz für die Biotechnologiebranche
Datum: 04.-05. Mai 2026
Ort: Basel (CH)
Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft
Datum: 04.-07. Mai 2026
Ort: München (D)
Fachmesse für den Pflegemarkt
Datum: 05.-07. Mai 2026
Ort: Stuttgart (D)
Fachmesse und Konferenz für die Zukunft von Laboren
Datum: 6.-7. Mai 2026
Ort: London (GB)
Kongress vom Berufsverband der diplomierten Pflegefachpersonen der Schweiz
Datum: 27.-28. Mai 2026
Ort: Bern (CH)
Internationale Fachmesse für die Verpackungsindustrie und die zugehörige Prozessindustrie
Datum: 07.-13. Mai 2026
Ort: Düsseldorf (D)
Internationale Fachmesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Datum: 11.-14. Mai 2026
Ort: Mailand (I)
Veranstaltung für aktuelle Themen und Herausforderungen im Gesundheitswesen
Datum: Mai 2026
Ort: St. Gallen (CH)
Weltweit führende internationale Fachmesse für die Vliesstoffindustrie
Datum: 19.-22. Mai 2026
Ort: Genf (CH)
Internationale Fachmesse für Produkte wie Frisch-, Kühl- und TK-Lebensmittel, Getränke und haltbare Lebensmittel sowie Non-Food-Kategorien wie Kosmetika, Gesundheits- und Schönheitsartikel sowie Haushalts- und Küchenprodukte.
Datum: 19.-20. Mai 2026
Ort: Amsterdam (NL)
Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz
Datum: 20.-21. Mai 2026
Ort: Zürich (CH)
Schweizer Konferenz und Netzwerkplattform für Startups, Investoren, KMUs und Unternehmen
Datum: 21. Mai 2026
Ort: Bern (CH)
Messe für die neuesten Entwicklungen und Trends in der Gesundheitsbranche
Datum: 30. Mai 2026
Ort: Basel (CH)
Plattform für den Wissensaustausch in der Pflegewelt
Datum: 09. Juni 2026
Ort: Aarau (CH)
Konferenz für die Berufsbildung in der Schweizer Tech-Industrie
Datum: 23. Juni 2026
Ort: Bern (CH)
Konferenz der Schweizer Medizintechnikindustrie
Datum: 10. Juni 2026
Ort: Bern (CH)
Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik
Datum: 10.-12. Juni 2026
Ort: Genf (CH)
Fachmesse 2. Säule sowie ein Vorsorge-Symposium
Datum: 10.-11. Juni 2026
Ort: Zürich (CH)
Fachmesse für die gesamte Wertschöpfungskette der Medizintechnik
Datum: 05.-07. Juni 2026
Ort: Stuttgart (D)
Konferenz für Innovationen und Lösungen im Bereich der Standardisierung, Identifikation und Geschäftsprozesse
Datum: 18. Juni 2026
Ort: Bern (CH)
Fachkonferenz - Das Pflegeheim der Zukunft
Datum: 25.-26. Juni 2026
Ort: Hasliberg (CH)
Fachmesse für Industrieautomation
Datum: 26.-27. August 2026
Ort: Zürich (CH)
Messe für Instandhaltung und Services
Datum: 15. bis 19. September 2026
Ort: Stuttgart (D)
Fachmesse und Branchentreff für die Chemie- und Life-Science-Industrie in der Westschweiz
Datum: 23.-24. September 2026
Ort: Lausanne (CH)
Schweizermeisterschaft der Spital-, Heim-, Gemeinschafts- und Systemgastronomie
Datum: 19. September 2026
Ort: Rothenburg (CH)
Weltleitmesse der Kältetechnik
Datum: 13.-15. Oktober 2026
Ort: Nürnberg (D)
Internationale Fachmesse für die Lebensmittelindustrie
Datum: 17.-21. Oktober 2026
Ort: Paris (F)
Fachmesse für die Gastronomie- und Hotelleriebranche
Datum: 18.-21. Oktober 2026
Ort: Luzern (CH)
Internationale Fachmesse für den Schweizer Gesundheitssektor
Datum: 20.-22. Oktober 2026
Ort: Zürich (CH)
Leitmesse für die Verpackungs- und Intralogistikbranche
Datum: 24.-26. November 2026
Ort: Paris (F)
Fachmesse zur Förderung eines selbstbestimmten Lebens, Gleichstellung und Teilhabe von Menschen mit Behinderung
Datum: 12.-13. März 2027
Ort: Luzern (CH)
Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Datum: 23.-26. März 2027
Ort: Köln (D)
Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung
Datum: 11.-14. Mai 2027
Ort: Stuttgart (D)
Datum: Mai 2027
Ort: Hannover (D)
Weltleitmesse für Prozessindustrie
Datum: 14.-18. Juni 2027
Ort: Frankfurt am Main (D)
Weltleitmesse für intelligente Automation und Robotik
Datum: 22.-25. Juni 2027
Ort: München (D)
Weltleitmesse und Kongressfür Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik
Datum: 22.-25. Juni 2027
Ort: München (D)
Fachmesse für die Etiketten-, flexible Verpackungs- und Faltschachtelindustrie, die sich auf Drucktechnologien, Materialien und Produktionslösungen
Datum: 05.-08. Oktober 2027
Ort: Barcelona (ESP)
Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien
Datum: 09.-17. Mai 2028
Ort: Düsseldorf (D)
Weltweit führende Fachmesse für die Textilpflegebranche
Datum: 08.-11. November 2028
Ort: Frankfurt am Main (D)