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Implantierter Sensorchip zur Überwachung des Tumorwachstums
Wissenschaftler in Deutschland entwickeln einen Mikrochip-Sensor, der in der Nähe eines Tumors implantiert werden kann, um seine Wachstumsaggressivität zu überwachen, indem er erkennt, wann Sauerstoff im umgebenden Gewebe abfällt. Ärzte und Patienten können so beurteilen, wann eine Operation oder Behandlung am besten geplant ist. Es wird erwartet, dass der Sensor für Menschen mit Tumoren an Orten, an denen er schwierig zu operieren ist oder bei denen die Lebensqualität beeinträchtigt werden könnte, wie Patienten mit Hirn- oder Prostatakrebs, von großem Nutzen ist. Die Forscher hoffen auch, dass das Mikrochip-Gerät dazu beitragen wird, Krebsmedikamente gezielter und für die Patienten weniger aggressiv zu verabreichen.
Der Mikrochip-Sensor, der unter dem Projektnamen IntelliTuM (Intelligentes Implantat für Tumorüberwachung) bekannt ist, stammt von einem Team von Mediziningenieuren unter der Leitung von Professor Bernhard Wolf von der Technischen Universität München (TUM), wo er den Heinz Nixdorf-Lehrstuhl für Medizinische Elektronik leitet .
Gegenwärtig müssen Patienten mit schwer zu behandelnden oder langsam wachsenden Tumoren bei häufigen Tests in die Klinik entlassen werden. Die Idee hinter dem neuen implantierbaren Sensor ist, dass er den Tumor im Auge behält und regelmäßige Aktualisierungen elektronisch an den Arzt sendet, der den Patienten aus der Ferne überwacht.
Das IntelliTuM befindet sich in einem biokompatiblen Kunststoffgehäuse und besteht aus einem kleinen Sensorchip mit eingebauter Elektronik zur Voruntersuchung, einem Sender und einer Batterie; das Ganze ist kaum doppelt so groß wie ein menschliches Thumbnail.
Der Chip wird nahe dem Tumor implantiert und misst die Menge an gelöstem Sauerstoff im umgebenden Gewebe und überträgt die Informationen ohne Kabel an einen vom Patienten getragenen Empfänger. Der Empfänger leitet die Information dann an den Arzt des Patienten weiter.
Projektleiter und Ingenieur Sven Becker sagte der Presse letzte Woche, dass sie den Chip so entworfen hätten, dass er sich selbst auf eine festgelegte Konzentration an gelöstem Sauerstoff in Messintervallen selbst kalibriere.
Chirurgie ist oft eine der ersten Therapieoptionen, wenn eine Person entdeckt, dass sie Krebs haben. Einige Tumore, wie z. B. Hirntumoren, sind jedoch wegen des erheblichen Risikos, das umliegende Gewebe zu schädigen, schwierig zu operieren. Andere Krebsarten wie Prostatakrebs haben Tumore, die sehr langsam wachsen, und oft ist der Patient ziemlich alt. In solchen Fällen würde eine Operation höchstwahrscheinlich die Lebensqualität beeinträchtigen, ohne ihnen notwendigerweise viele weitere Jahre zu geben.
In der Prototypenphase hat das IntelliTuM Labortests mit Zell- und Gewebekulturen bestanden. Bevor es beim Menschen getestet werden kann, muss das Gerät zunächst Versuche an Tieren bestehen.
Die größte Herausforderung für die Ingenieure bestand darin, einen Sensor zu entwickeln, der lange selbständig arbeitet. Der nächste Schritt besteht darin, sicherzustellen, dass es genau bleibt, wenn es mit Protein- und Zelltrümmern kontaminiert wird und für die Immunabwehr des Körpers "unsichtbar" bleibt, die es in Gewebe einhüllen würde, sobald es es als "Fremdkörper" identifiziert hätte.
Bevor es Patienten mit minimalinvasiven Eingriffen implantiert werden kann, muss das Gerät sogar noch kleiner sein als der aktuelle Prototyp. Die Ingenieure wollen auch andere Sensoren an Bord hinzufügen, um Temperatur und Säure zu messen.
Es gibt auch Pläne für das Gerät, um eine winzige Medikamentenpumpe zu tragen, die Chemotherapie Medikamente direkt neben dem Tumor freisetzen kann.
Gefördert wurde das Projekt von der Heinz Nixdorf Stiftung und einem 500.000 Euro-Zuschuss des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.
Geschrieben von Catharine Paddock
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