Medizintechnik Silizium-Pipette macht Krebsdiagnose präziser

Redakteur: Peter Koller

Wissenschaftler des IBM Forschungslabors in Rüschlikon und Pathologen des Universitätsspitals Zürich testen den Prototyp eines neuen Instruments zur Diagnose von verschiedenen Krebsarten. Es basiert auf einer mikrofluidischen Sonde aus Silizium – einer Art "Mikropipette" – mit der selbst sehr kleine Gewebeproben analysiert werden können.

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IBM-Forscher Aditya Kashyap bei der Arbeit mit der mikrofluidischen Sonde, die mit Halbleiterfertigungsverfahren hergestellt wurde.
IBM-Forscher Aditya Kashyap bei der Arbeit mit der mikrofluidischen Sonde, die mit Halbleiterfertigungsverfahren hergestellt wurde.
(IBM Research)

Ein zentrales Nachweisverfahren in der Krebsdiagnose ist die Untersuchung einer Gewebeprobe aus einer Biopsie. Diese Proben sind mitunter kaum grösser als ein Stecknadelkopf. Diese Methode liefert zwar Erkenntnisse über die Art des Tumors, mittlerweile ist allerdings bekannt, dass es signifikante Variationen innerhalb einer Tumorart gibt. Diese genauer zu erfassen, könnte dabei helfen, die individuellen Ursachen für einen Tumor besser zu verstehen und folglich die Erstellung von personalisierten Behandlungsplänen unterstützen.

Die von IBM Forschern mithilfe von Halbleitertechnologie entwickelte Sonde, die durch eine präzise, computerunterstützte Steuerungsmechanik ergänzt wird, erlaubt eine Untersuchung der Gewebeproben im Mikrometerbereich und birgt somit ein grosses Potenzial für den Nachweis von Variationen innerhalb eines Tumors.

Der wichtigste Teil der mikrofluidischen Sonde ist ein 8-Millimeter-breiter, rautenförmiger "Düsenkopf" mit zwei Mikrokanälen, einem Auslasskanal, um Färbemittel auf die Gewebeoberfläche zu leiten, und einem Einlass, um die Flüssigkeit simultan abzusaugen. Das Färbemittel kann durch dieses Prinzip kontrolliert sowie zuverlässig und mikrometergenau auf kleinste Bereiche der Gewebeprobe aufgetragen werden. Durch die sehr lokal begrenzte Färbung kann die Heterogenität des Gewebes präziser analysiert werden.

"Wir hoffen, neue Technologien wie die mikrofluidische Sonde in die diagnostische Molekularpathologie einzuführen, um unsere Analysefähigkeiten zu erweitern und bisher praktisch nicht durchführbare Untersuchungen zu ermöglichen", sagt Prof. Dr. Alex Soltermann, Leitender Arzt am Institut für Klinische Pathologie des Universitätsspitals Zürich. "Gelingt uns dies, wird das Instrument die personalisierte Medizin - und damit eine potentiell höhere Diagnosesicherheit und bessere Erkennung von Krebsmarkern - weiter voranbringen."

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