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 Wirkt die Biomechanische Stimulation?
21.02.2018 | Hochschule Offenburg, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Medien

nachricht Gefäßprothesen aus dem Bioreaktor
19.02.2018 | Leibniz Universität Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics