Nanoteilchen für die Krebstherapie?

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Ein in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickeltes Messverfahren kann helfen, das Verhalten von magnetischen Nanopartikeln, die zur Krebstherapie eingesetzt werden, näher zu untersuchen.

Magnetische Nanopartikel haben eine Größe von einigen wenigen bis zu einigen hundert Nanometern. Sie sind ein neues, viel versprechendes Mittel zur Bekämpfung von Krebs. Die Partikel dienen dabei als Transportmittel für Arzneistoffe: Gewissermaßen mit dem Arzneimittel „beladen“, werden die Nanoteilchen in den Blutkreislauf gegeben, wo sie sich so lange bewegen, bis sie in den Einfluss eines gezielt angelegten Magnetfeldes kommen, das sie am Tumor festhält - so lange, bis der Arzneistoff seinen Wirkstoff freigegeben hat. Neben dieser Arzneistoffwirkung gibt es noch eine rein physikalische: Ein elektromagnetisches Wechselfeld heizt die angereicherten Partikel so stark auf, dass sie schließlich den Tumor zerstören. Beide Therapiekonzepte haben den Vorteil, unerwünschte Nebenwirkungen auf das gesunde Gewebe weitestgehend zu vermeiden.

Diese Verfahren werden im Tiermodell bereits erfolgreich angewandt und zum Teil auch schon an Patienten erprobt. Dabei ist es wichtig, bereits vor der Anwendung einschätzen zu können, ob die Partikel zur Aggregation neigen und so die Blutgefäße verstopfen könnten. Informationen dazu kann die in der PTB entwickelte Magnetrelaxometrie liefern. Dabei werden die Partikel in einem starken Magnetfeld kurz aufmagnetisiert, um ihre Relaxation nach dem Abschalten mittels supraleitender Quanteninterferometer, so genannter SQUIDs, zu messen. Aus Messungen an Suspensionen von Nanopartikeln im Serum oder im Vollblut können Rückschlüsse auf ihr Aggregationsverhalten in diesen Medien gezogen werden. So konnte beispielsweise gezeigt werden, dass bestimmte Nanopartikel im Blutserum Cluster mit einem Durchmesser von bis zu 200 nm bilden - ein klares Indiz für eine Aggregation, so dass diese Nanopartikel für die Therapie nicht geeignet zu sein scheinen.

Abb.: Rasterkraftmikroskopische Aufnahme magnetischer Nanopartikel aus Kobalt-Ferrit. Das Diagramm zeigt die Größenverteilung. (Quelle: PTB)

Einem routinemäßigen Einsatz dieser Messmethode in der Praxis steht zurzeit noch der hohe messtechnische Aufwand entgegen, der mit der Verwendung heliumgekühlter Magnetfeldsensoren verbunden ist. In einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundvorhaben wird das Verfahren gegenwärtig gemeinsam mit der TU Braunschweig auf eine einfachere Technik auf der Basis von Fluxgatemagnetometern übertragen.

Quelle: PTB

Weitere Infos:

• Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB):
  http://www.ptb.de
• PTB-Fachbereich 8.2 Biosignale:
  http://ib.ptb.de/8/82/_index.html