Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tumorzellen mit Anziehungskraft

15.11.2010
Im Blut zirkulierende Tumorzellen können zukünftig in kleinsten Mengen nachgewiesen und angereichert werden - dank magnetischer Mikrostrukturen.

Die Optimierung dieser Methode für die Verwendung bei verschiedenen Tumorarten ist das Ziel eines Kooperationsprojekts der Fachhochschule St. Pölten mit den PartnerInnen: Donau-Universität Krems, Austrian Institute of Technology und dem LKH Krems.

Für den Erfolg des heute in Atlanta, USA, auf einer internationalen Konferenz vorgestellten Projekts ist vor allem eines wesentlich: die an der FH St. Pölten vorhandene Kombination von Know-how zur digitalen Simulation komplexer Industrieprozesse und dem Verhalten magnetischer Materialien. Das Ziel der Entwicklung ist es, die Identifizierung, die Diagnose und auch das Monitoring von Krebserkrankungen im Klinikbetrieb deutlich zu vereinfachen.

Auf der "55th Annual Conference on Magnetism & Magnetic Materials" in Atlanta, USA, wird heute die Simulation der Selbstorganisation von magnetischen Teilchen für biomedizinische Anwendungen vorgestellt. Die Simulation von selbstorganisierten Strukturen ist Teil eines Kooperationsprojektes der Fachhochschule St. Pölten mit der Donau-Universität Krems (DUK), dem Austrian Institute of Technology (AIT) und dem LKH Krems. Das Ziel des Projekts ist es, einen Labor-Chip zu entwickeln, der verschiedene Arten von zirkulierenden Tumorzellen im Blut von KrebspatientInnen nachweisen kann. Diese kommen extrem selten vor - nur ca. eine Krebszelle kommt im Durchschnitt auf fünf bis zehn Millionen Blutzellen -, können aber wertvolle Auskunft über den Krebs und einen Behandlungsverlauf liefern.

DA BLEIBT WAS "HÄNGEN"
Der innovative Labor-Chip wird wie ein Miniatursieb wirken, das Krebszellen zurückhält und sie somit anreichert. Und es ist die spezielle Struktur dieses Siebes - und deren Anpassung an die Größe und Form verschiedener Tumorzellarten -, die das Team um Prof. Dr. Thomas Schrefl, Leiter des Master-Studiengangs "Industrial Simulation" an der FH St. Pölten, vor große Herausforderungen stellt. Kernstück des Labor-Chips ist eine Mikrostruktur, die mit Antikörpern beschichtet ist und von Dr. Martin Brandl am Zentrum für Biomedizinische Technologie der DUK entwickelt wird. Diese Antikörper binden ganz speziell Krebszellen und fischen diese quasi aus dem vorbeiströmenden Blut heraus.

Für das effiziente Funktionieren dieser Technologie ist es entscheidend, die genaue Form und Größe dieser Mikrostruktur beeinflussen zu können. Dazu Prof. Schrefl: "Zirkulierende Blutzellen verschiedener Tumorarten unterscheiden sich in Form und Größe und erfordern daher jeweils individuelle räumliche Strukturen der Mikrostruktur, um eingefangen zu werden. Soll ein einzelner Chip für mehrere Tumorarten funktionieren, muss diese Struktur variabel sein.

Genau da setzt unser Projekt an, dessen zentrale Idee die Nutzung magnetischer Materialien für die Gestaltung des Siebes ist."

Der Labor-Chip vereint zwar alle wesentlichen Funktionen des Tests auf kleinstem Raum, stellt aber deshalb ganz besondere Anforderungen an seine Konstruktion. Der Porendurchmesser des Mikrosiebes beträgt 0.02 mm bis 0.05 mm. So sind mechanische oder elektrische Manipulationen des Mikrosiebes in dieser Dimension geradezu unmöglich. Eine Anpassung an wechselnde Gegebenheiten schien somit bisher ausgeschlossen. Im Rahmen des von der Life Science Krems GmbH - der Forschungsgesellschaft des Landes Niederösterreich - geförderten Projekts werden Prof. Schrefl und die folgenden Kooperationspartner das nun ändern:

Dr. Hubert Brückl - Leiter des Geschäftsfelds Nano Systems des AIT, Dr. Martin Brandl - Zentrum für Biomedizinische Technologie an der DUK und Univ. Prof. Dr. Martin Pecherstorfer - Leiter des Hämatologisch-Onkologischen Dienst des LKH Krems.

Gemeinsam werden diese Partner nun verschiedene magnetische Materialien auf ihre Eignung für den variablen Labor-Chip untersuchen. Dabei kommt Prof. Schrefls spezielle Kombination an Fachwissen voll zum Tragen: Er gilt als internationaler Experte für den Aufbau magnetischen Materials und deren Beschreibung mit mathematischen Algorithmen. Diese Expertise erlaubt es, die vielen möglichen Variationen der Gestaltung des Miniatursiebes - auch als "Micropost" bezeichnet - am Computer zu optimieren und so langwierige Phasen von Versuch & Irrtum abzukürzen. Ein Micropost, der durch kontrollierte Veränderung die Isolierung und Identifikation mehrerer verschiedener Tumorzellarten erlaubt, scheint damit näher gerückt.

NADEL IM HEUHAUFEN - MAGNET BIETET LÖSUNG Insgesamt werden die Kooperationspartner drei Materialien testen, die es erlauben sollen, den Micropost kontrolliert herzustellen und anschließend zu manipulieren. So genannte Ferrofluide werden dabei genauso getestet werden wie selbst-organisierende magnetische Teilchen und magnetisch aktive Polymere. Denn trotz unterschiedlicher Eigenschaften ist allen drei magnetischen Materialien eines gemeinsam: Ihre räumliche Struktur lässt sich durch ein externes Magnetfeld verändern. So kann ein Micropost, der aus diesem Material gefertigt wurde, auch später noch manipuliert und an verschiedene Tumorarten angepasst werden. Genau das ist die Vorausetzung dafür, dass ein einzelner Labor-Chip unterschiedliche Tumorzellen erkennen kann.

Gemeinsam mit dem Know-how der Partner erlaubt Prof. Schrefls Expertise im Bereich magnetischer Materialien und seine Kenntnisse über die Simulation entsprechender Vorgänge, die optimale Lösung für genau diese Art des Tumor-Diagnosechips an der FH St. Pölten zu entwickeln.

Über die Fachhochschule St. Pölten
Die Fachhochschule St. Pölten ist Anbieterin praxisbezogener und leistungsorientierter Hochschulausbildung in den Bereichen Technologie, Wirtschaft und Gesundheit & Soziales. In mittlerweile 14 Studiengängen werden mehr als 1800 Studierende betreut. Neben der Lehre widmet sich die FH St. Pölten intensiv der Forschung. Die wissenschaftliche Arbeit erfolgt innerhalb der Studiengänge sowie in eigens etablierten Instituten, in denen laufend praxisnahe und anwendungsorientierte Forschungsprojekte entwickelt und umgesetzt werden.
Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Schrefl
Fachhochschule St. Pölten
Leiter des Master-Studiengangs Industrial Simulation Matthias Corvinus-Str. 15 3100 St. Pölten T +43 / (0)2742 / 313 228 - 313 E thomas.schrefl@fhstp.ac.at W http://www.fhstp.ac.at
Redaktion & Aussendung:
PR&D - Public Relations für Forschung & Bildung Mariannengasse 8 1090 Wien T +43 / (0)1 / 505 70 44 E contact@prd.at W http://www.prd.at

Raphaela Spadt | PR&D
Weitere Informationen:
http://www.fhstp.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

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

nachricht Mit Algorithmen Krankheiten erkennen
05.12.2017 | Hochschule Landshut

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

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

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie