Krebserkrankungen sind in entwickelten Ländern die zweithäufigste Todesursache. Ob die eingesetzten Bestrahlungstherapien helfen, wird mit bildgebenden Verfahren überprüft. Sie lassen sich aber meist nur in zeitlichen Abständen von mehreren Monaten anwenden, zwischen denen der behandelnde Arzt nicht erkennen kann, ob die Therapie wirksam ist oder nicht. Ein eingesetztes Implantat soll helfen, Aktivitäten des Tumors in Echtzeit zu überwachen.
Prof. Andreas Bahr, Leiter des Instituts für Integrierte Schaltungen (ICC) an der TU Hamburg und sein Team um Julian Singer und Anton Geläschus forschen zusammen am Projekt „PI-O-TU Photolumineszenz-Lebensdauer-Imager für das Sauerstoff-Monitoring in Tumoren“. Das Calls-for-Transfer-Projekt (C4T) wird von der Stadt Hamburg gefördert.
„Wir wollen ein invasives elektronisches System zur Messung von Parametern entwickeln, die die Aktivität eines Tumors beschreiben. Die gemessenen Daten werden telemetrisch nach außen übertragen und dann medizinisch ausgewertet. Die Sauerstoffkonzentration im Gewebe gibt direkte Auskunft über das Verhalten und die Entwicklung des Tumors. Durch Überwachung des Sauerstoffgehalts mittels eines Implantats können wertvolle Daten zur Optimierung der Therapie gewonnen werden. Zur Messung der Sauerstoffkonzentration entwickeln wir hochpräzise optische Sensoren, die die Dauer und Intensität dieser Photolumineszenz, dem Nachleuchtverhalten, messen. Damit können wir den Sauerstoffgehalt im Gewebe sehr genau bestimmen. Wir brauchen dafür sehr empfindliche Sensoren, welche die geringe Lichtintensität in Form von einzelnen Photonen erfassen können. Durch Nutzung moderner Fertigungsverfahren können Sensoren und Elektronik auf Mikrochips integriert und so weit miniaturisiert werden, dass man sie implantieren kann. Auf diese Weise ist ein kontinuierliches Monitoring der Entwicklung eines Tumors möglich, was das gegenwärtige Monitoring auf der Grundlage von bildgebenden Verfahren und Biopsien ergänzen würde. Diese ermöglichen nämlich nur in größeren Abständen eine Einschätzung der aktuellen Aktivität über Größe und Kontur des Tumors und so kann etwa der optimale Zeitpunkt für eine Bestrahlungs- oder Chemotherapie angezeigt werden.“
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