Melanin soll stufenweise leuchten
Hautkrebs mittels biophotonischem Verfahren frühzeitig, schmerzfrei und sicher erkennen.
Der schwarze Hautkrebs tritt nicht nur in Deutschland, sondern weltweit immer häufiger auf. Dies ist besonders besorgniserregend, da es sich beim malignen Melanom um eine der bösartigsten Krebsarten handelt. Mit Hilfe eines neuartigen laserbasierten Diagnostikgeräts der LTB Lasertechnik Berlin GmbH kann dem Melanom zukünftig schneller entgegengetreten werden, denn je früher die Diagnose vom Arzt gestellt wird, desto besser ist die Prognose für den Patienten.
Das maligne Melanom entwickelt sich aus den pigmentbildenden Zellen der Haut (Melanozyten), die für die Produktion und Einlagerung des Hautfarbstoffs Melanin verantwortlich sind. Dieses rötlich-braune bis schwarze Pigment gibt den Haaren und der Haut ihren Farbton und schützt gleichzeitig vor UV-Strahlung. Im Falle einer krankhaften Veränderung hat sich sowohl die Zelle als auch die darin stattfindende Bildung des Melanins gewandelt. Bereits in frühen Stadien kann dieser Krebs über Lymph- und Blutbahnen zu streuen beginnen und Metastasen bilden, was ihn zu einem der gefährlichsten Tumore überhaupt macht.
Bei Melanom-Verdacht wird das betreffende Hautgewebe (Leberfleck) entnommen, anschließend aufwändig aufbereitet und schichtweise im Labor histologisch (feingeweblich) untersucht. Dies stellt eine langwierige, für den Patienten nervenaufreibende Prozedur dar. Hinzu kommt, dass etwa 90 Prozent aller Gewebeentnahmen dem Gesundheitssystem Kosten verursachen, sich anschließend im histologischen Befund jedoch als nicht notwendig erweisen. Das Problem ist, es fehlt weltweit an einer praxistauglichen Alternative: einer schmerzfreien, sicheren und schnellen Melanom-Erkennung.
Im Jahr 2001 begann ein Team der LTB unter Führung von Matthias Scholz und seines Forschungspartners Dieter Leupold damit, nach einer passenden Alternative zu suchen. „Die Kern-Idee unserer Forschung liegt darin, das Melanin stufenweise, das heißt in zwei Schritten zum Leuchten (Fluoreszieren) anzuregen“, erklärt Geschäftsführer Scholz. Die Wissenschaftler setzten hierfür zunächst auf kurzpulsige Femtosekunden-Laser.
Doch das extrem schwache Leuchten des Melanins neben dem der anderen Hautfarbstoffe zu messen, war schwierig. Der Durchbruch gelang im Jahr 2006. „Wir verlängerten den Laserimpuls“, berichtet Matthias Scholz. Und Dieter Leupold erklärt ergänzend: „Nanosekundenimpulse unterdrücken die Fluoreszenz der anderen Hautfarbstoffe weitgehend, wodurch nur das Melanin leuchtet und von einer hochempfindlichen Kamera aufgenommen werden kann.“
Im Zuge der weiterführenden Forschung ergab sich eine zweite wesentliche Erkenntnis: Die Fluoreszenz des Melanins im gesunden Gewebe unterscheidet sich deutlich von der des malignen Melanoms. Erste Labor-Tests mit dem Prototypen LIMES 16-P konnten an Gewebeproben den Fluoreszenz-Nachweis von Melanomen in der Haut zeigen.
Auf Grundlage dieser Forschungserfolge entschied sich die Geschäftsleitung von LTB zur Weiterentwicklung des Prototyps zu einem serienreifen Medizinprodukt unter der Mitwirkung von Dermatologen und Histologen. „Im vergangenen Jahr starteten die Arbeiten zur Erreichung der Medizinzertifizierung für das LIMES“, erzählt Scholz.
„Klinische Studien am Menschen zum Nachweis der schmerzfreien, sicheren und schnellen Diagnostik des malignen Melanoms starten in Kürze“, fügt Lutz Pfeifer, Leiter Medizintechnik bei LTB, an und verweist auf die zahlreichen Vorteile des neuen Gerätes: „Das Medizinprodukt LIMES hat eine besonders hohe Auflösung in Bezug auf die Melanomerkennung und scannt das Pigmentmal demnach sehr genau ab. Der Abstand zwischen zwei Messpunkten beträgt 0,2 Millimeter, wobei kranke Hautstellen für den Arzt als rote Punkte auf einem Foto des Leberflecks dargestellt werden können.“ Unnötige Gewebeentnahmen sowie die langen und belastenden Wartezeiten auf den Befund könnten damit zukünftig entfallen.
Die LTB Lasertechnik Berlin GmbH ist – genau wie die Zeitschriften Optik & Photonik und Laser Technik Journal – von 18. bis 20. März auf der laser optics 2014 vertreten. Die laser optics – Internationale Fachmesse und Kongress für Optische Technologien und Mikrosysteme – findet alle zwei Jahre auf dem Messegelände am Berliner Funkturm statt. Zur laser optics 2014 präsentieren sich Optische Technologien und Mikrosystemtechnik erstmals im engen Verbund. Aus dem Rahmenprogramm ragen der OSA Optics and Photonics Congress und der Kongress „Optische Sensorik und Cyber-Physical Systems“ besonders heraus. Veranstaltet wird die laser optics von der Messe Berlin in Zusammenarbeit mit der Berlin Partner für Wirtschaft und Technologie GmbH sowie anderen Partnern.
Messe Berlin / PH
