Laserlicht zerstört Bakterien und Viren

Mit fein abgestimmten Laserpulsen lassen sich Viren und Bakterien vernichten, ohne dass umliegendes Körpergewebe Schaden nimmt. Das berichten US-Forscher und präsentieren eine ganz neue Kampfmethode gegen Krankheitserreger.

Tempe (USA)/Baltimore (USA) - Ihr Trick ist, die Proteinhülle der Mikroben mit ultrakurzen Laserpulsen so zum Vibrieren zu bringen, dass sie zerstört werden -- ähnlich wie Gläser bei sehr hohen, intensiven Tonschwingungen zerspringen. In Experimenten zeigte sich: Ist die Wellenlänge und Pulsdauer sorgfältig gewählt, so haben die Vibrationen keinen Einfluss auf umliegende Körperzellen, weil deren Proteinstrukturen anders aufgebaut sind. Die Methode dürfte auch gefährlichen Krankenhauskeimen den Garaus machen, die gegen Medikamente bereits immun sind. Damit ließen sich etwa Blutkonserven und Biomaterialien von Mikroben befreien, berichten die Forscher im Fachblatt "Journal of Physics: Condensed Matter". Sie sehen vielfältige Einsatzmöglichkeiten bei der Desinfektion und Krankheitsbekämpfung. Anwendungen am lebenden Patienten sind allerdings noch Zukunftsmusik.

"Wir zeigen eine unkonventionelle und revolutionäre Methode, Mikroorganismen mithilfe von Laserpulsen gezielt zu inaktivieren", schreibt das Team um Kong-Thon Tsen, Physikprofessor an der Arizona State University. Gemeinsam mit Kollegen der Johns Hopkins Medical Institutions und des Armed Forces Radiobiology Research Institute hatte Tsen mit Femtosekunden-Laserpulsen im nahen Infrarotbereich experimentiert. Ein Titan-Saphir-Laser arbeitet mit einer Durchschnittsleistung von rund 100 Milliwatt bei einer Wellenlänge von 850 Nanometern, im nahen Infrarotbereich. Damit erreichten sie Pulsdauern von nur 80 Femtosekunden, Milliardstel Mikrosekunden und eine Wiederholungsfrequenz von 80 Megahertz. Mithilfe von Linsen veränderten sie die Größe des Laserpunkts. Die Proben, eine Mischung von Mikroorganismen und Säugetierzellen in Flüssigkeit, befanden sich in einer Quarzküvette samt Magnetrührer.

Im Experiment zeigte sich, dass die Methode die Säugetierzellen nicht beeinträchtigte. So genanntes Impulsive Stimulated Raman Scattering (ISRS) bringt die Proteinhülle der Mikroben zum Schwingen und regt sie bei gezielter Frequenz zur Resonanzschwingung an. Da die Zellen nur mechanisch angeregt werden, seien auch keine genetischen Mutationen zu erwarten, so die Forscher. Derzeit übliche Laserbehandlungen wie Bestrahlung mit UV-Licht hingegen zeigen schädliche Nebenwirkungen. Sie können Haut und DNA schädigen und sogar Hautkrebs auslösen.