StartseiteAbteilungenBiophysical & Education EngineeringNanomagnetic Medical Engineering (NME)Magnetische Nanopartikel

Der Einsatz magnetischer Nanopartikel in der Medizin

Die Aufgaben der Arbeitsgruppe im Bereich der Chemie bestehen aus der Synthese und Charakterisierung verschiedenartiger superparamagnetischer Eisenoxidnanopartikel. Zur Dispergierung und zur Erhöhung der Bioverträglichkeit werden die Nanopartikel mit zellmembranähnlichen Substanzen oder Kohlenhydratpolymeren umhüllt. Die Nanopartikel sind deutlich kleiner als 1 Mikrometer und aufgrund ihrer superparamagnetischen Eigenschaften sichtbar in der Magnetresonanztomographie (MRT). Dies ermöglicht die Lokalisierung von Zellen oder textilen Implantaten im Körper, die vor Applikation mit Nanopartikeln markiert wurden. Die Abbildung (entstanden in einer Kooperation mit dem Lehrstuhl für Zellbiologie, Prof. Zenke) zeigt fluoreszenzmikroskopische Bilder von Zellen, die mit Nanopartikeln markiert wurden. Weiterhin können die Nanopartikel in hochfrequenten magnetischen Wechselfeldern aufgeheizt werden. Nach Anreicherung der Nanopartikel in krankhaft verändertem Geweben (z.B. Tumoren) können diese prinzipiell auf über 42 °C erwärmt und demzufolge zerstört werden. Diese Anreicherung der Nanopartikel im Tumorgewebe kann durch Steuerung mittels externer magnetischer Felder oder durch die Kopplung von spezifischen Biomolekülen, die das Zielgewebe erkennen und daran fest binden können, an die Nanopartikeloberfläche erreicht werden. In bestimmten Polymeren, die für die Umhüllung der Nanopartikel verwendeten werden, können zusätzlich krebshemmende Pharmaka einlgeagert werden. Nach Anreicherung der Nanopartikel im Tumorgewebe und nachfolgender induktiven Erwärmung schrumpfen die Polymerhüllen und geben das Pharmakon im Tumorgewebe frei.

Fluoreszenzmikroskopische Bilder von Brustkrebszellen die 24 Stunden mit superparamagnetischen Nanopartikeln inkubiert wurden (Koop. Lehrstuhl f. Zellbiologie).