Em várias doenças, como malária ou câncer, o sangue doente e saudável e as células do corpo diferem em seu grau de dureza. Agora, eles podem ser facilmente separados um do outro por um novo efeito físico. No processo, o fluxo através de microcanais garante que as células se separem em fluxos de células mais duras e mais suaves. Isso agora foi descoberto por uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo físico de Bayreuth, Prof. Dr. Walter Zimmermann. No jornal Cartas de revisão física , os cientistas apresentam suas descobertas fundamentais e demonstram seu potencial para aplicações médicas.

Os microcanais têm diâmetros minúsculos entre apenas 10 e 500 micrômetros. Quando as células do sangue, células do corpo ou cápsulas moles no fluxo de um líquido aquoso são conduzidas através de tais tubos com paredes retas, eles são colocados em movimento giratório pelo fluxo. Desta forma, eles se movem em direção ao centro do tubo como se fossem em direção a uma linha imaginária de atração ("atrator"). Essa linha então se torna o caminho ao longo do qual todas as partículas viajam - independentemente de sua dureza ou tamanho. Grupos de pesquisa nas Universidades de Bayreuth e Grenoble encontraram a explicação para esse fenômeno há vários anos:O fator decisivo aqui é que as partículas moles mudam de forma sob a influência das condições de pressão e fluxo dentro do tubo. “Ficamos, portanto, curiosos para ver como as partículas moles se comportam quando migram nos fluxos que surgem em microcanais com paredes ondulantes. Esses tubos são de formato simétrico, porque eles têm um eixo longitudinal reto, mas seu diâmetro se torna alternadamente menor e maior. Nunca antes foi investigado como os movimentos migratórios de partículas mudam nessas condições, "relata Zimmermann.

Um novo projeto dos dois grupos de pesquisa em Bayreuth e Grenoble e o Centro de Pesquisa Jülich agora levou a alguns resultados surpreendentes:Nos tubos com paredes onduladas, não há apenas uma linha de atração no meio do tubo, mas duas outras linhas de atração também se formam. Estes correm paralelos às paredes, entre o meio do tubo e as duas paredes, e também têm forma de onda. As cápsulas mais macias se movem em direção ao centro do tubo no fluxo, e continue seu caminho ao longo deste eixo longitudinal. Cápsulas mais duras, por outro lado, são desviadas para as linhas onduladas de atração.

"Com base nesta descoberta física fundamental, queríamos descobrir se as aplicações para a medicina poderiam ser derivadas, e investigaram o comportamento de glóbulos vermelhos mais duros e mais macios, "diz Winfried Schmidt M.Sc., estudante de doutorado no programa de estudos de elite de Física Biológica em Bayreuth. Existem inúmeras doenças, como a malária, câncer ou diabetes mellitus, que causam a alteração da dureza dos glóbulos vermelhos. Dependendo da doença, as células sangüíneas doentes são mais duras ou mais macias do que as células sangüíneas saudáveis. Descobriu-se que em todos esses casos as células doentes e saudáveis ​​podem ser separadas usando o mesmo procedimento simples:elas viajam no microcanal para diferentes linhas de atração e podem ser coletadas separadamente no final do tubo. Desta maneira, provavelmente será possível tirar conclusões sobre a gravidade de uma doença junto com outras características.

Outras aplicações potenciais surgem do fato de que não apenas mais duro e mais macio, mas também partículas macias maiores e menores podem ser separadas desta forma:Partículas menores viajam ao longo do eixo longitudinal, enquanto as partículas maiores seguem as onduladas, linhas de atração externas.

As descobertas agora publicadas são um exemplo de quanta pesquisa básica em física está sendo conduzida por computadores e mainframes modernos. “Alcançamos nossos resultados por meio de considerações e cálculos teóricos, bem como por meio de simulações de computador. Cartas de revisão física , uma das principais revistas de física do mundo, acharam nosso estudo tão convincente que foi aceito para publicação mesmo sem testes experimentais, "diz o primeiro autor Matthias Laumann M.Sc., Ph.D. estudante da Universidade de Bayreuth. "Ficaríamos muito satisfeitos se nossa publicação estimulasse experimentos nos quais outros grupos de pesquisa descobrissem outras aplicações potenciais interessantes, tanto no campo da medicina como fora dela, "acrescenta Zimmermann.