Optische Technologien spielen in der modernen Medizin eine immer größere Rolle. Da gebündeltes Licht völlig neue Einblicke in den menschlichen Körper eröffnet, gelten optische Technologien als Wegbereiter für innovative Diagnose- und Therapieverfahren ...
Kontrastierende Gelenke
Mit mehr als einer Million Betroffenen zählt die rheumatische Arthritis zu den am häufigsten auftretenden chronischen Erkrankungen in Deutschland. Obwohl es bislang keine vollständige Heilung gibt, ist es möglich, den Verlauf der Erkrankung, sofern er in einem sehr frühen Stadium erkannt wird, durch entsprechende Therapien zu bremsen. Zu den gängigsten Diagnosemethoden gehören die nicht unumstrittene Röntgenbestrahlung sowie die extrem kostenintensive Kernspin- tomographie.
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Einen wesentlichen Beitrag zur schnellen, ungefährlichen und preisgünstigen Früherkennung von Rheumaerkrankungen dürfte ein innovatives Verfahren leisten, das die im IGZ ansässige Firma LTB gemeinsam mit dem Pharmakonzern Schering, der Physikalisch Technischen Bundesanstalt sowie der Charité entwickelt. Die Laser- fluoreszenz basierte Methode ermöglicht es, rheumatisch veränderte Gelenke bereits im Anfangsstadium zweifelsfrei nachzuweisen, so dass entsprechende Therapiemaßnahmen möglichst frühzeitig eingeleitet werden können. "Während appliziertes Kontrastmittel in gesunden Gelenken auf die Bestrahlung mit Laserlicht nur schwach reagiert, ist sie Reaktion bei rheumatisch veränderten Gelenken wesentlich intensiver und langanhaltender", erläutert LTB- Geschäftsführer Dr. Matthias Scholz den Kern des Verfahrens.
Fluoreszierende Zellen
Der schwarze Hautkrebs gilt als eine der bösartigsten und sich am schnellsten entwickelnden Krebsarten. Durch seine rasante Metastasenbildung führt eine Nichtbehandlung in nur wenigen Monaten zum Tod, während bei einer frühzeitigen Diagnose sehr gute Heilungschancen bestehen. Aufgrund der steigenden Zahl der Erkrankungen bieten Krankenkassen Frauen ab 30 und Männern ab 45 eine kostenlose Untersuchung zur Hautkrebsfrüherkennung an. Für eine exakte Diagnose in Verdachtsfällen war bislang eine chirurgische Gewebeentnahme nötig. Im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojektes entwickelten Physiker des Max-Born-Institutes, Dermatologen der Ruhr-Universität Bochum sowie Ingenieure der LTB Lasertechnik Berlin GmbH und der Firma Becker & Hickl ein Laser basiertes Verfahren, mit dem sich der schwarze Hautkrebs bereits in einen sehr frühen Stadium schnell und zuverlässig nachweisen lässt.
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Mit Hilfe der Laserfluoreszenz basierten Methode ist es möglich, krankhaft veränderte Hautzellen auch ohne chirurgischen Eingriff innerhalb weniger Sekunden zweifelsfrei zu erkennen: Während gesundes Hautgewebe bei der Bestrahlung mit Laserlicht ein "normales" Fluoreszenzprofil aufweist, ist das Fluoreszenzspektrum bei erkranktem Hautgewebe wesentlich breiter und in den roten Spektralbereich verschoben. Um die Technologie auch für die im Umgang mit Lasern eher ungeübten Mediziner nutzbar zu machen, musste ein Gerät konzipiert werden, das auf einem relativ ungefährlichen Energielevel eine extrem hohe Intensität erzielt. Dazu galt es, die relativ schwachen Femtosekunden-Laserimpulse zu verstärken. "Wir haben mit verschiedenen Femtosekunden-Lasern experimentiert, doch erst die Kopplung mit einem stickstofflasergepumptem Farbstofflaser brachte den Durchbruch", skizziert Dr. Stephan Mory, Projektleiter der Lasertechnik Berlin GmbH, die Herausforderungen.
Fokussierte Tumore
Nach Angaben der Deutschen Krebsgesellschaft erkranken in Deutschland jährlich rund 8.000 Menschen an einem Hirntumor. Treten Metastasen auf, was bei fortgeschrittenen Tumorerkrankungen häufig der Fall ist, verringert sich die Überlebensrate drastisch. Doch selbst gutartige Geschwülste können das druckempfindliche Hirngewebe verletzen und zu schweren Schädigungen führen. Je früher ein Hirntumor erkannt wird, desto größer die Überlebenschance des Patienten. Zu den schnellsten und zuverlässigsten Diagnoseverfahren zählt die Computertomografie. Da Krebszellen besonders gut auf Zucker reagieren, kommt bei der Untersuchung radioaktiv markierter Traubenzucker zum Einsatz. Anhand der Bilder des Computertomografen können Ärzte zuverlässig erkennen, ob ein Tumor operativ entfernt werden kann oder ob eine Chemotherapie angeschlagen hat.
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Im Rahmen des Projekts "Imaging-Therapie Computertomograph", das von der Technologiestiftung Berlin mit 3,4 Mio. € gefördert wird, entwickeln die Charité, Bayer Schering Pharma sowie das Adlershofer Institute for Scientific Instruments (IFG) eine Lösung, um die Computertomografie vom reinen Diagnoseverfahren zum zusätzlichen Behandlungsinstrument aufzurüsten. "Mit Hilfe unserer Röntgenoptiken ist es möglich, den Fächerstrahl eines Computertomografen so zu fokussieren, dass der Tumor mit einem Gerät sowohl erkannt als auch behandelt werden kann", erklärt Michael Haschke, Geschäftsführer des IFG. Sollten die klinischen Studien weiterhin erfolgreich verlaufen, könnte das Kombinationsverfahren eine schonende Alternative zur Operation oder Chemotherapie sein.
Text: Ariane Steffen
Kontakt: LTB Lasertechnik Berlin GmbH
Rudower Chaussee 29
12489 Berlin
Tel: 6392-6190
www.ltb-berlin.de
IFG Institute for Scientific Institute
Rudower Chaussee 29
12489 Berlin
Tel: 6392-6500
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