MagTuna – Magnetfeldapplikator zur lokalen Tumortherapie mit Nanopartikeln

Eine der aktuell wichtigsten Methoden bei der Bekämpfung von Krebs ist die Chemotherapie, also die Behandlung des Tumors mit toxischen Chemikalien zur Unterdrückung der Vermehrung der Krebszellen. Die dabei zum Einsatz kommenden chemotherapeutischen Wirkstoffe sind sehr potent, allerdings wird dabei das umliegende, gesunde Körpergewebe massiv geschädigt.

Stand der Technik

Magnetische Hyperthermie

Nanomaterialien in der Medizin finden zunehmend größere Verbreitung. Die US-amerikanische Regulationsbehörde hat bis zum Jahr 2016 insgesamt 51 auf Nanomaterial-basierte Arzneimittel zugelassen. Unter den zugelassenen Wirkstoffen befinden sich acht unterschiedliche Formulierungen für eisenhaltige Nanopartikel, die sich besonders für den Einsatz in einem MDT-System eignen. Durch das Anreichern der Partikel mit Eisenoxidpartikeln wird eine magnetisch-induzierte Hyperthermie, also eine Schädigung des Tumorgewebes durch hohe Temperaturenspitzen ermöglicht. Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber herkömmlichen Therapiemethoden ist der deutlich reduzierte Einsatz toxischer Krebsmedikamente, wodurch sich die Nebenwirkungen deutlich reduzieren lassen.

Magnetic Drug Targeting (MDT)

Beim Magnetic Drug Targeting werden magnetische, mit einem Wirkstoff beladene Nanopartikel gezielt zur erkrankten Stelle im Körper geführt und dort angereichert. Durch dieses Verfahren wird die benötigte Wirkstoffmenge deutlich reduziert und somit unerwünschte Nebenwirkungen auf ein Minimum reduziert. Es gibt bereits drei klinische Studien, die an Patienten durchgeführt wurden. Dabei wurde das Verfahren u.a. zur Behandlung von inoperablen Tumoren an der Körperoberfläche sowie den Extremitäten getestet.

Projektziel

In diesem Projekt soll ein neuartiges Therapiesystem entwickelt werden, um die bei einer Krebstherapie auftretenden Nebenwirkungen zu minimieren. Es handelt sich hierbei um einen Magnetfeldapplikator (siehe Abbildung) der für die gezielte Steuerung von Nanopartikel eingesetzt werden soll. Diese Partikel werden mit einem chemotherapeutischen Wirkstoff beladen und anschließend durch ein Magnetfeld gezielt in die Nähe des Tumors gebracht. Mit Hilfe dieses Prinzips ist es möglich, örtlich eine hohe Konzentration des Wirkstoffs zu erreichen und gleichzeitig den gesamten Organismus zu schonen.
Eine weitere Funktionsweise des Applikators besteht darin, die Partikel in Tumornähe zu erhitzen, um somit eine gezielte Zerstörung des Tumorgewebes zu erreichen. Dank der Kombination dieser beiden Prinzipien wird es möglich sein, eine Wirkung zu erreichen, welche sich örtlich hauptsächlich auf das erkrankte Gewebe begrenzt. Gleichzeitig wird dabei das umliegende, gesunde Gewebe weitestgehend geschützt.