Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Alleskönner unterwegs im Gefäßsystem: Mikrobläschen in der Medizintechnik

15.10.2008
RUBIN 2/2008: Sie transportieren Medikamente, finden Tumore und öffnen Zellwände

Zunächst sollten Mikrobläschen als Kontrastmittel die Ultraschall-Bildgebung bei Gefäßen schärfen.

Doch die Chancen stehen gut, dass sich die gasgefüllten Bläschen zukünftig auch für den lokalen Transport von Medikamenten nutzen lassen, Tumore finden und markieren sowie selbst Zellwände vorübergehend öffnen können. Diese Alleskönner im Gefäßsystem wollen Ingenieure um Prof. Dr. Georg Schmitz (Medizintechnik, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik) in Kooperation mit Kollegen aus der Medizin nun auch in der Gen- und Tumortherapie zum Einsatz bringen.

Kontrastmittel, die spezifisch "klingen"

Gasgefüllte Mikrobläschen unterscheiden sich in ihren mechanischen Eigenschaften von Blut und biologischem Gewebe: Unter bestimmten Bedingungen schwingen die Bläschen im Gegensatz zum umgebenden Gewebe unsymmetrisch. Ein charakteristischer "Klang" macht sie detektierbar. Einfache Verfahren dieses sog. Harmonic Imagings sind auf kommerziellen Ultraschallgeräten bereits erhältlich. Doch die Schallausbreitung kann auch in biologischen Geweben vom linearen Verhalten abweichen und das Verfahren beeinträchtigen. Mit Methoden der nichtlinearen Signalverarbeitung erzielten die Bochumer Ingenieure nun einen deutlich höheren Kontrast und versuchen derzeit durch Modellierung der Nichtlinearität von Geweben und Mikrobläschen sowie deren charakteristischen Unterschieden die Detektionsempfindlichkeit weiter zu verbessern.

Mikrobläschen markieren Tumore

Mikrobläschen sollen zudem helfen, krankheitsspezifische Moleküle durch bildgebende Verfahren nachzuweisen. Wird ein an solche Moleküle bindender Ligand (Gegenmolekül) an Mikrobläschen gekoppelt und in die Blutbahn gebracht, dann reichert sich das Kontrastmittel vor allem im Tumor an und kann über bildgebende Verfahren nachgewiesen werden. Dies ist den Ingenieuren in Kooperation mit Prof. Dr. F. Kießling, Universität Aachen, inzwischen im Tierversuch gelungen: Anreicherungen von mit Liganden beschichteten Mikrobläschen konnten in Tumoren nachgewiesen werden. Um den Tumor und die Wirksamkeit von Therapiemaßnahmen beurteilen zu können, wollen die Forscher nun die Konzentration der angereicherten Mikrobläschen quantifizieren. Zudem werden derzeit verschiedene Konzepte erprobt, wie Mikrobläschen Medikamente transportieren könnten.

Wenn sich Zellen öffnen und schließen

Bei der Wechselwirkung von Mikrobläschen mit Zellen zeigte sich, dass im Ultraschallfeld oszillierende Mikrobläschen die Zellmembran ihrer Nachbarzellen vorübergehend öffnen können. Diese sog. Sonoporation wird derzeit erforscht. Bisherige Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Oszillation der Mikrobläschen die benachbarte Zellwand dehnt, bis diese nachgibt. Für ein bis drei Minuten entsteht eine Pore, die von der Zelle selbst wieder repariert werden kann - ein Zeitraum, in dem Substanzen in die Zelle gebracht werden könnten, die die Zellmembran sonst nicht passieren lässt - etwa Medikamente oder nichtvirale Vektoren im Rahmen der Gentherapie.

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Georg Schmitz, Medizintechnik, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Tel. 0234/32-27573, E-Mail: Georg.Schmitz@rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.rub.de/rubin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Präzisionsbestrahlung bei Prostatakrebs: HYPOSTAT-Studie wird ausgeweitet
11.12.2017 | Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

nachricht Neues Verfahren für die Erkennung von Brustkrebs etabliert
06.12.2017 | Universitätsklinikum Gießen und Marburg GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik