Ultraschall 2.0: Neuer Ansatz gegen Tumore

Wissenschaftler der University of Waterloo lösen Temperaturprobleme mit Computermodellen

Ultraschallgerät: HIFU gezielt gegen Krebs eingesetzt (Foto: pixabay.com, falco)

Waterloo (pte024/24.08.2021/11:30)

Forschern der University of Waterloo https://uwaterloo.ca ist es gelungen, den Einsatz von Schallwellen zum Abzielen auf und Zerstören von Krebstumoren einen Schritt näher zu bringen. Ultraschall mit geringer Intensität wurde bereits seit den 1950er Jahren als bild gebendes Verfahren eingesetzt. Jetzt nutzen und erweitern die Wissenschaftler Modelle, die dabei helfen zu erfassen, wie hochintensiver fokussierter Ultraschall (HIFU) auf der zellulären Ebene funktionieren kann

Dem Team des angewandten Mathematikers Siv Sivaloganathan gelang es mittels mathematischer Modelle in Computersimulationen nachzuweisen, dass grundlegende Probleme der Technologie ohne Risiko für die Patienten gelöst werden können. Gemeinsam mit June Murley, Kevin Jiang und Maryam Ghasemi erstellte der Wissenschaftler mathematische Modelle, die genutzt werden können, um HIFU in der Praxis einzusetzen. Kollegen in anderen Bereichen beschäftigten sich ebenfalls mit den gleichen Fragen. „Wir kommen aber aus verschiedenen Richtungen. Mein Ansatz ist der Einsatz von Mathematik und Computersimulationen um ein solides Modell zu entwickeln, das andere in Laboren oder klinischen Bereichen einsetzen können. Obwohl die Modelle nicht auch nur annähernd so komplex sind wie menschliche Organe und Gewebe, ermöglichen bei klinischen Studien jedoch einen großen Vorsprung." 

[b]Schutz des gesunden Gewebes[/b]

Eines der Probleme, an dem Sivaloganathan derzeit arbeitet, ist, dass HIFU auch Risiken für gesundes Gewebe mit sich bringt. Wird HIFU eingesetzt, um Tumore oder kanzeröse Läsionen zu zerstören, besteht die Hoffnung, dass das gesunde Gewebe dabei nicht geschädigt wird. Das Gleiche gilt, wenn die intensiven Ultraschallwellen auf einen Tumor am Knochen gerichtet werden. Dabei wird Wärmeenergie in hohem Ausmaß freigesetzt. Das Team versucht derzeit zu verstehen, wie sich die Hitze verflüchtigt und ob sie das Knochenmark schädigt. 

[b]Kaum Nebenwirkungen[/b]

Sivaloganathan geht davon aus, dass HIFU zu erheblichen Veränderungen in der Behandlung von Krebs und anderen medizinischen Verfahren und Behandlungen führen wird. In der Praxis wird HIFU bereits zur Behandlung einiger Arten von Prostatakrebs eingesetzt. „Ich gehe davon aus, dass es im Mittelpunkt der klinischen Medizin stehen wird. Es verfügt nicht über die negativen Nebenwirkungen von Strahlentherapie oder Chemotherapie. Es gibt keine anderen Nebenwirkungen als die Auswirkungen der Hitze, an denen wir derzeit arbeiten." Andere Anwendungsmöglichkeiten könnten das Auflösen von Blutgerinnseln oder sogar das Verabreichen von Medikamenten sein. Die Forschungsergebnisse wurden im „Bulletin of Mathematical Biology" veröffentlicht.

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