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 Highspeed-Laser erkennt Krebs in zwei Minuten
25.04.2017 | University of Hong Kong

nachricht Pharmacoscopy: Mikroskopie der nächsten Generation
25.04.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie