Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie viele Nanopartikel erhitzen den Tumor?

28.07.2010
Physiker der PTB wollen gemeinsam mit Bio-Medizinern aus Jena die Tumortherapie durch Wärmebehandlung verbessern

Wer einen mächtigen Feind bekämpfen will, muss sich Verbündete suchen. Darum haben sich Physiker verschiedener Fachrichtungen mit Bio-Medizinern zusammengetan, um die Bekämpfung von Krebs durch Wärmebehandlung mittels magnetischer Nanopartikel auf eine solide, wissenschaftliche Basis zu stellen.

Ziel ist, den Therapieerfolg zu verbessern. Melanie Kettering vom Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie (IDIR), Universitätsklinikum Jena, und Heike Richter von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben innerhalb eines durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft geförderten Gemeinschaftsprojekts die Aufgabe nachzuweisen, wo sich wie viele magnetische Nanopartikel im Körper des Patienten befinden. Injiziert werden sie in den Tumor, doch bleiben sie dort auch oder verteilen sie sich im Körper? Das Wissen um die Menge im Tumor ist wichtig für den Erfolg der Wärmebehandlung.

Die Wissenschaftlerinnen konnten nun erfolgreich an Mäusen zeigen, dass sich die Magnetrelaxometrie als Verfahren eignet, um die Wärmebehandlung zu begleiten. Sie liefert Informationen über den Verbleib der Nanopartikel im Körper – völlig berührungsfrei für den Patienten.

Für die Krebstherapie mittels Wärmebehandlung werden magnetische Nanopartikel in den Tumor injiziert und durch ein äußeres elektromagnetisches Wechselfeld angeregt. Dadurch erzeugen die magnetischen Nanopartikel innerhalb des Tumors Wärme. Werden Temperaturen zwischen 55 °C und 60 °C erreicht, können Krebszellen irreversibel zerstört werden. Das umgebende gesunde Gewebe (ohne magnetische Nanopartikel) bleibt unbeeinflusst. Noch hat das Verfahren keinen Einzug in die klinische Routine gefunden, sondern befindet sich in der Erprobungsphase, da noch eine Reihe von Fragen zu klären sind. Unter anderem braucht man ein Verfahren, das zeigt, wo sich die Nanopartikel im Körper befinden und in welcher Menge sie dort vorliegen. Auf dieser Basis lässt sich die gezielte Behandlung des Tumors erreichen. PTB-Wissenschaftler haben festgestellt, dass sich die Magnetrelaxometrie sehr gut eignet, um diese Informationen zu gewinnen – ohne den Körper des Patienten auch nur zu berühren oder anderweitig zu belasten.

Dies geschieht noch vor der eigentlichen Behandlung auf folgende Weise: Die in den Tumor injizierten Eisenoxid-Nanopartikel sind superparamagnetisch, d.h. sie sind kleine magnetische Partikel, die ihre Magnetisierungsrichtung unabhängig voneinander verändern können. Bei Raumtemperatur ist ihre Ausrichtung im Raum statistisch verteilt, sodass sie in ihrer Summe kein magnetisches Moment bilden. Legt man nun ein äußeres konstantes Magnetfeld an, richten sie sich im Raum entlang des Feldes alle gleich aus und erzeugen ein von außen messbares magnetisches Moment. Dann wird das Magnetfeld abgeschaltet und extrem zeitnah mit sensiblen Magnetfeldsensoren, sogenannten SQUIDs (Superconducting QUantum Interference Devices, Supraleitende Quanteninterferenzeinheiten) die nun folgende Relaxation der Magnetisierung ermittelt, also die Rückkehr des magnetischen Moments von der einheitlichen Ausrichtung hin zu einem Zustand mit einer statistischen Verteilung. Die Amplitude des Relaxationssignals gibt dann Auskunft über die Menge der Partikel.

Die bisherigen Untersuchungen an Mäusen lassen den Schluss zu, dass die Injektion von magnetischen Nanopartikeln und der Verbleib der Partikel am Ort unterschiedlich gut funktionieren. In manchen Tumoren konnten die Wissenschaftlerinnen 24 Stunden nach der Injektion die nahezu komplette Menge Nanopartikel im Krebsgeschwür finden, während in anderen Tumoren nur noch drei Viertel der injizierten Partikel nachgewiesen werden konnten. Für diese unterschiedliche Quantität der magnetischen Nanopartikel im Tumor gibt es bisher keine fundierte Erklärung. Doch das Ergebnis zeigt umso mehr, wie wichtig es ist, die Wärmebehandlung von Krebs durch Nanopartikel mit der Magnetrelaxometrie zu begleiten, um Aussagen über die Menge der Partikel im Tumor machen zu können. (ptb/if)

Ansprechpartnerin:
Dr. Heike Richter, Arbeitsgruppe 8.21 Biomagnetismus, Tel.: (030) 3481-7736,
E-Mail: heike.richter@ptb.de
Originalveröffentlichung:
Richter, H.; Kettering, M.; Wiekhorst, F. et al. (2010) Magnetorelaxometry for localization and quantification of magnetic nanoparticles for thermal ablation studies. Phys Med Biol 55, 623-633
Imke Frischmuth
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
Bundesallee 100
38116 Braunschweig
Tel. 0531-592-9323
Fax 0531-592-3008
E-Mail: imke.frischmuth@ptb.de

Imke Frischmuth | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Titandioxid-Nanopartikel können Darmentzündungen verstärken
19.07.2017 | Universität Zürich

nachricht Künftige Therapie gegen Frühgeburten?
19.07.2017 | Universitätsspital Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext

20.07.2017 | Förderungen Preise

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie