22.06.2023

Krebsgewebe per Laser nachweisen

Ultrakurze Laserblitze können Krebsoperationen schneller und schonender machen.

Die wichtigste Methode, um Krebs im Frühstadium zu beseitigen, ist das Heraus­schneiden. Um zu gewährleisten, dass der Tumor vollständig entfernt wurde, ist jedoch der richtige Sicherheits­abstand entscheidend, es muss rings um das befallene Gewebe eine minimale Hülle gesunden Gewebes mitentfernt werden. Ein zu kleiner Sicherheits­abstand kann zu Rückfällen führen, während ein zu großer die Funktion des betroffenen Organs einschränken kann.

 

Abb.: Einige der Beteiligten vor dem Experiment­aufbau: (v. li. n. re.)...
Abb.: Einige der Beteiligten vor dem Experiment­aufbau: (v. li. n. re.) Bastian Zielinski, Cristian Sarpe und Ramela Ciobote (Bild: U. Kassel)

Um zu entscheiden, ob das bösartige Gewebe vollständig entfernt wurde, wird häufig eine Schnell­schnitt­untersuchung durchgeführt. Ein Laborarzt untersucht dabei das entnommene Gewebe noch während der laufenden Operation, indem er es außerhalb des OPs schockgefriert, schneidet und einfärbt. Dabei kann er feststellen, ob bei der Entnahme der richtige Sicherheits­abstand eingehalten wurde. Vom Ergebnis dieses zeitaufwendigen Prozesses hängt das weitere Vorgehen der Operation ab.

Wünschenswert wäre eine alternative oder ergänzende Technik, mit der die Art des operierten Gewebes schnell und präzise bestimmt werden kann, um die Operationszeit zu verringern und die Belastung des Patienten zu reduzieren. Hier setzen die Arbeiten der Kassler Forscher an. An Leberkrebs- und Brustkrebs­proben aus dem Archiv des Instituts für Pathologie Nordhessen erzielten sie mit einem Laserverfahren eine Genauigkeit in der Unterscheidung von gesundem zu krankem Gewebe von 95 bis nahezu 100 Prozent. Dazu werden ultrakurze Laserblitze von einigen billiardstel Sekunden Dauer auf das Gewebe geschickt, wobei ein geringer Abtrag des Gewebes stattfindet. Dabei entsteht Licht, das die chemische Zusammen­setzung des Gewebes anzeigt.

Dieses Verfahren wurde am Nanostruktur­zentrum der Universität Kassel vor zwanzig Jahren erstmals an pflanzlichem Gewebe gezeigt und nun auf diese Fragestellung angewendet. Zur Unterscheidung zwischen gesundem und krankem Gewebe verwendeten die Wissenschaftler Auswertungsmethoden, die auf maschinellem Lernen beruhen. Entwickelt wurde das neue Verfahren von den Kasseler Experimentalphysikern Thomas Baumert, Arne Senftleben, Cristian Sarpe, Elena Ramela Ciobotea, Christoph Burghard Morscher, Bastian Zielinski und Hendrike Braun in Kooperation mit dem Mediziner Josef Rüschoff, Institut für Pathologie Nordhessen.

Die Forscher gehen davon aus, dass diese Methode zur raschen Gewebe­bestimmung nach weiterer Forschungs- und Entwicklungsarbeit in den Operations­saal Einzug finden wird. Wenn Ultrakurz­pulslaser als Schneidewerkzeuge während der Operation eingesetzt werden sollten, kann diese Methode sogar gesundes von krankem Gewebe direkt während des Schnittes unterscheiden. Baumert: „Dieses Verfahren kann Krebs nicht heilen. Aber es kann die Behandlung schneller, sicherer und schonender machen.“

U. Kassel / DE
 

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