Therapeutischer Ultraschall zerstört Krebszellen

In den meisten Fällen bedeutet eine Krebsdiagnose für die Patienten Chemotherapie und Operation. Doch gibt es eine Möglichkeit ohne Skalpell: Der Physiker, Prof. Dr. Florian Steinmeyer forscht an „Therapeutischem Ultraschall“, der gebündelt Krebszellen zerstören kann.

Mit Ultraschall verbinden die meisten kaltes Gel auf der Haut, Schwangerschaft oder die anschließende medizinische Bildgebung – auf der man kaum etwas erkennt. Doch Ultraschall kann mehr: Ein Ultraschallkopf bzw.  Wandler – ein Gerät das Signale in elektrische Spannung umwandelt – kann Schallwellen auf die Größe eines Reiskorns bündeln und dieses Volumen mit 100 Watt Leistung erhitzen. „Wenn das Reiskorn ein Teil vom Körper ist oder zum Beispiel ein Tumor, würde dieses Stück Gewebe in Sekunden bei 60 Grad Celsius sein und das reicht aus, um es für immer thermisch zu zerstören“, erklärt Steinmeyer.

“Therapeutischer Ultraschall benutzt die Energie, die ich mit Schall transportieren kann in einem Körper und man kann es bündeln“, beschreibt Steinmeyer. Das ist wie Sonnenlicht, das über eine Lupe zentriert wird und anschließend das Papier anzündet.

Forschung an der TH Nürnberg

Die Idee selbst führt zu den Anfängen des Ultraschalls. Jedoch gab es zu dieser Zeit noch keine geeignete Bildgebung, die das Beschallen aufzeigen konnte. Mit der Entwicklung des Magnetresonanztomographen (MRT) in den frühen 90er Jahren ergab sich diese Möglichkeit. Steinmeyer selbst war an der Entwicklung an einer Gemeinschaftsmaschine beteiligt. Er brachte das Thema dann an die Technische Hochschule Nürnberg (TH). Beteiligt sind viele Kollegen aus den Fakultäten Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften und Medizintechnik. So findet ein Austausch des Fachwissens aus allen Bereichen statt. Auch arbeiten Studierende an dem therapeutischen Ultraschall mit.

Im Moment ist die Forschung noch keine vorklinische Forschung. Daher wird die Behandlung nicht an Menschenprobanden nachgestellt, sondern an Fleischproben: „Die Fleischprobe ist schon tot und zuckt nicht mehr“, veranschaulicht Steinmeyer. Obwohl die TH ihre Forschung in einem kleineren Maßstab halten muss “ist es ein unglaublich faszinierendes und motivierendes Thema”, führt der Professor fort.

Der Arbeitsablauf

Die Forscher bringen den Patienten, in diesem Fall das Fleischstück, in das Zentrum des MRTs. So können sie an der Aufnahme sehen, ob die Position richtig ist. Der Wandler selbst ist in einen wassergefüllten Blumenkasten eingebaut. Steinmeyer erklärt, dass sie das so machen, „damit der Ultraschall über das Wasser an das Fleischgewebe angekoppelt werden kann.“ Deshalb benutzt der Arzt bei einer Ultraschalluntersuchung ein Gel. Das stellt die Verbindung zwischen Ultraschallkopf und Haut her und reflektiert die Strahlen.

Anschließend beginnt die „Beschallung“ der Probe. Über die Aufnahme kann man verfolgen, wie das Gewebe dunkel wird. Manchmal verwendet Steinmeyer auch ein diagnostisches Ultraschallgerät als Bildgebung.

Es gibt bereits viele klinisch zugelassene Studien für beispielsweise Brustkrebs und Prostata. Am Klinikum Fürth und Nürnberg arbeiten die Ärzte bereits mit dem hochintensiven und fokussierten Ultraschall. Deshalb schaut für Steinmeyer die Zukunft des therapeutischen Ultraschalls “sehr gut” aus.

Im Video erklärt Prof. Dr. Steinmeyer noch einmal genau, was “Therapeutischer Ultraschall” ist und wie Wandler, Fleischprobe und MRT zum Einsatz kommen.

Autor: Valeria Ilina