Die Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Freiburg hat ein neuartiges bildgebendes Messgerät in Betrieb genommen. Dieses sogenannte Magnetic Particle Imaging-System (MPI) macht sich die magnetischen Eigenschaften winziger, nur wenige Nanometer großer Eisenoxidpartikel zunutze. Diese Nanopartikel nehmen an Blutfluss und Stoffwechsel teil, ohne die Körperfunktionen zu stören. Die Besonderheit des MPIs: Es kann gleichzeitig verschiedene Typen von Nanopartikeln messen. Es bildet in Sekundenbruchteilen die Verteilung von Wirkstoffen, Zellen oder Rezeptoren ab. Zudem kann mithilfe eigener Kalibrier-Kurven unterschieden werden, ob und wo ein und dieselbe Substanz in gebundener oder freier Form vorliegt. So wird eine „vielfarbige“ Darstellung verschiedener nano-gebundener Wirkstoffe oder nano-markierter Zellen möglich.

BU: Simuliertes Blutgefäß (grau) und Fremdkörper (orange): Ein spiralig gewundener Kunststoff-Schlauch (ø 1 mm) wurde mit Nanopartikeln einer Größe befüllt und zusammen mit einem Testkörper aus anderen Nanopartikeln vermessen. Die farbige Darstellung ergibt sich aus den unterschiedlichen Kalibrier-Kurven beider Substanzen. Abb.: © Universitätsklinikum Freiburg

„Die Magnetpartikelbildgebung eignet sich hervorragend zur Messung von dynamischen Prozessen wie dem schnellen Blutfluss in Herz oder Gehirn, da die Magnetfelder den Körper quasi ungehindert durchdringen“, sagt Prof. Dr. Ulrich Hofmann, Arbeitsgruppenleiter der Sektion für Neuroelektronische Systeme, an der Klinik für Neurochirurgie. Zudem kommt die Methode ohne schädliche Strahlung aus; die erzeugten Magnetfelder sind für lebende Organismen unbedenklich. „Unser Ziel ist es, mithilfe von MPI chemotherapeutische Wirkstoffe gegen Hirntumore im Blut bis zu ihrem Zielort im Gehirn zu verfolgen. Dort ließe sich die Blut-Hirn-Schranke idealerweise durch eine gezielte magnetische Erwärmung der Nanopartikel abschwächen, so dass die Medikamente ihre Wirkung direkt im Tumor entfalten und das umliegende gesunde Hirngewebe schonen.“ Ein weiteres Einsatzgebiet könnte die Kartierung bestimmter Rezeptoren sein, an denen beispielsweise das Coronavirus SARS-CoV-2 andockt: „Beim Einsatz geeigneter Nanopartikel ließe sich mithilfe der Magnetpartikelbildgebung genau nachverfolgen, welche Organe das Virus befällt“, erläutert Hofmann weiter.

(Quelle: PI Universitätsklinikum Freiburg, 11.08.2020)