Was ist das Neue und Besondere am Einsatz von Plasma für medizinische Zwecke?
Üblicherweise basieren therapeutische Ansätze auf einer Wirksubstanz oder einem physikalischen Prinzip. Das Besondere an der in der Medizin eingesetzten Plasma-Technologie ist, dass sich bei ihr – gewissermaßen wie bei einem Cocktail – verschiedene Wirkprinzipien kombinieren lassen. Hier spielen mehrere Komponenten zusammen und ergänzen sich gegenseitig. Je nach Konzentration dieser Komponenten wirkt der Cocktail anders. Durch die Variation der technischen Betriebsparameter des Plasmas – wie Spannung, Gasart, Gaszusätze, Gasfluss, geometrische Faktoren und Zeit – lassen sich die Zutaten in bestimmten Grenzen einstellen: dadurch sind sie an den jeweiligen Anwendungsfall optimal adaptierbar.

Die Plasmamedizin in Greifswald wird interdisziplinär betrieben. Welche Sparten sind dort mit welchen Aufgaben in die Forschungsarbeiten involviert?
Die Aufgabenverteilung richtet sich nach den konkreten möglichen Anwendungen in der Medizin: Die physikalische Seite der Plasmamedizin wird vom Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP Greifswald) betrieben. Hier werden die nötigen, als Plasmaquellen fungierenden Geräte entwickelt und in ihren physikalischen Eigenschaften charakterisiert. Diese werden dann zielgerichtet in den anderen Instituten und Kliniken erprobt. Je nach den erzielten Resultaten werden sie schließlich in einem Feedback-Verfahren vom INP weiterentwickelt. Ehe die Geräte in die Hände von „Nicht-Physikern“ und „Nicht-Ingenieuren“ gegeben werden, werden sie auf der Grundlage von biologischen Effekten, unter Verwendung von in-vitro Testsystemen (Mikroorganismen, Zellsystemen) gründlich untersucht.

Die medizinischen, pharmazeutischen und biochemischen Aspekte werden von den Instituten für Hygiene und Umweltmedizin, dem Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde sowie den Instituten für Pharmazie und Biochemie in Greifswald untersucht. Darüber hinaus arbeiten wir eng mit der Zellbiologie und der Orthopädie in Rostock zusammen. Weitere Partner sind die Charite und das Unfallkrankenhaus in Berlin, die Fachhochschulen in Stralsund, die Hochschule Neubrandenburg und das Forschungszentrum Wismar.

Welche Aspekte sind für die Entwicklung eines „Tissue Tolerable Plasma“ zu bedenken und zu prüfen?
Vor allem muss ein solches Plasma die richtige Temperatur haben. Des Weiteren müssen die Wirkkomponenten (Strahlung, geladene Teilchen, elektrische Felder, Radikale) für den konkreten Anwendungsfall zuverlässig und reproduzierbar eingestellt sein. Die therapeutische Wirkung muss größer sein als mögliche Nebenwirkungen, die vorab untersucht werden müssen. Wie bei Arzneimitteln ist auch im Falle von Plasma manches eine Frage der Dosis.

Welche künftigen Anwendungsbereiche sehen Sie für die Plasmamedizin?
Neben einer Vielzahl von Anwendungen zur Keimreduzierung in der Dermatologie und Zahnmedizin erscheint die Behandlung lokalisierter Tumore aussichtsreich. Ebenso ist es mit der Behandlung infektiöser Schleimhauterkrankungen, der Verhinderung hypertropher Narben- und Keloidbildung, der Abtragung oberflächlicher Zellschichten in der refraktären Chirurgie sowie der Förderung einer Wirkstoffpenetration in Haut und Schleimhäuten. Es bestehen begründete Chancen, dass Tissue Tolerable Plasma (TTP) durch Oberflächenbearbeitung die Implantateinheilung verbessert. Insgesamt wird ein umfangreiches Anwendungsfeld bei Implantaten und Prothesen erschlossen, beispielweise bei der Vorbehandlung von Implantatmaterialien oder bei der Bekämpfung einer Bildung von Biofilmen.

Sehen Sie Akzeptanz-Probleme für Plasma-Anwendungen?
Da ist es wie bei der Einführung neuer Medikamente und Behandlungsmethoden: Zunächst sind grundlegende Untersuchungen zu möglichen Nebenwirkungen notwendig, die Zeit und Geld kosten. Doch wenn sorgfältig gearbeitet wird sowie die Geräte als Medizinprodukte zugelassen sind und klinische Studien erfolgreich die Wirkung nachgewiesen haben, wird es kaum Akzeptanz-Probleme geben. Bei innovativen Verfahren wie der Plasmamedizin ist jedoch mit ähnlich langen Zeiträumen zu rechnen wie bei der Einführung neuer Medikamente.

Wie teuer sind Plasma-medizinische Anwendungen?
Das ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall. Es ist möglich, Plasmen zu erzeugen, die preislich nur unwesentlich oberhalb von 100 Euro liegen. Diese sind aber nicht für jede Applikation geeignet und Geräte mit entsprechender Steuerung können auch im Bereich einiger 10.000 Euro und mehr angesiedelt sein.

Wie positioniert sich die deutsche Plasmamedizin-Forschung im internationalen Vergleich?
Es gibt weltweit zwei große Player: Derzeit am sichtbarsten sind die USA, gefolgt von Deutschland mit den Zentren in Greifswald/Rostock und München. Im europäischen Vergleich sind die beiden deutschen Zentren zusammen führend.

————————————-

Tipp: Lesen Sie dazu den Leitbeitrag Forschung + Entwicklung in der soeben erschienenen Ausgabe 3-2010 des Magazins meditec INTERNATIONAL (Seite 22)

Biotechnologen und Chemiker benötigen Zeit, um Inhaltsstoffe von Patientenproben oder Indikationen für die Diagnose ausfindig zu machen. Wer da mit Probenhandling, Papierlisten und Pipettensuche beschäftigt ist, muss sich in Geduld fassen. Schneller geht es, wenn wichtige Analyseschritte einschließlich der eigentlichen Messung innerhalb eines automatisierten Workflows stattfinden. „Weniger manuelle Arbeitsschritte erhöhen die Effizienz im Labor, schließen Verwechslungen aus und reduzieren die Fehlerhäufigkeit“, sagt Jürgen Redmann, Mitglied der Geschäftsführung der Roche Diagnostics.

Ein steigender Wettbewerbs- und Kostendruck sowie eine wachsende Erwartungshaltung gegenüber den Leistungen einer modernen Labormedizin zwingen dazu, neue Wege zu beschreiten. Einen Effizienzsprung in der Reorganisation von analytischen Abläufen sieht Roche Diagnostics in einem Plattform-Konzept für den Serumarbeitsplatz. Der Kerngedanke ist ein modularer Systemaufbau mit einem hohen Automatisierungsgrad, der die Bedürfnisse von sehr großen Laboratorien mit viel Probenaufkommen bis zu kleinen Basislaboren auch mit speziellen Fragestellungen abgedeckt.

Das jüngste Mitglied der Cobas-Plattform von Roche heisst Cobas 8000 Modular Analyzer Series und ist für den Serumarbeitsplatz konzipiert. Das neue Flaggschiff der Division Diagnostics von Roche ist auf Hochdurchsatz getrimmt und schafft bis zu 8 400 Tests pro Stunde und, je nach Anwendungsfall, drei bis 15 Millionen Tests pro Jahr. Die Cobas-Plattform besteht aus mehreren Modulen, die sich miteinander kombinieren lassen, so dass am Ende maßgeschneiderte Lösungen ihre Untersuchungen aufnehmen. „Es gibt insgesamt 38 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Module“, sagt Harald Borrmann, Leiter Verkauf Labordiagnostik der Roche Diagnostics.

Das Basismodell enthält bis zu vier analytische Module mit Schwerpunkttests für die klinisch-chemische und immunochemische Diagnostik. Erste Anwender äußern sich begeistert, besonders über die schnelle Proben- und Reagenz-Pipettierung und die Ultraschallmischung von Proben durch unabhängige Proben- und Reagenznadeln. Für diagnostische Untersuchungen stehen im Endausbau mehr als 180 Parameter zur Verfügung. Zwar benötigen nur wenige Hochleistungslabors eine solche Fülle an Testoptionen, aber auch kleinere Labors mit höherem Arbeitsvolumen schätzen den modularen Aufbau, vor allem wenn sie mit anderen Labors kooperieren: „Wir arbeiten mit elf Laborgemeinschaften zusammen und müssen permanent unsere Arbeitsabläufe optimieren“, sagt Roland Imdahl vom Labor Schottdorf MVZ in Augsburg.
-Andreas Beuthner-

Mit der Nano-Spritze lässt sich, im Gegensatz zu herkömmlichen manuellen Systemen, die Kraft der Nadel auf eine Zelle so präzise dosieren, dass sie nicht geschädigt wird (Bild: Pascal Behr, Cytosurge)

Aus der Idee, zwei Elemente zusammen zu schließen – die ultra-feine Meßnadel und die sensitive Kraftkontrolle via Laserstrahl des klassischen AFM – ließ sich die kleinste bislang bekannte Spritze realisieren. Mit dieser Kombination war das Fluid force microscope (FluidFM) geschaffen, das an der Nadelspitze einen Durchmesser von 200 Nanometern hat. Damit lassen sich Stoffe wie Nukleinsäuren oder Medikamente erstmals problemlos und auf höchst schonende Weise in einzelne Zellen einbringen.

Eine Kernkomponente des System ließen die Zürcher Forscher von dem auf Mikrofabrikation spezialisierten Schweizer Zentrum für Elektronik und Mikrotechnik (CSEM) in Neuchatel entwickeln: Dort wurde im Cantilever, dem Verbindungsstück von der Messnadel zum Steuergerät, ein Mikrokanal von 500 Nanometern Durchmesser verlegt. Durch diesen Kanal werden die Flüssigkeiten geführt, die dann über die Messnadel in eine Zelle eingespritzt werden.

Für mögliche Anwendungen des FluidFM sind der Fantasie bis auf weiteres keine Grenzen gesetzt: So lassen sich mit dem System beispielsweise auch Viren in einzelne Zellen einbringen, Injektionen von Wirkstoffen in Echtzeit beobachten oder selbst schwache elektrische Signale registrieren. Vor allem in der Materialwissenschaft oder bei der Produktion von Mikrosensoren eröffnet das System neue Möglichkeiten.
www.biomed.ee.ethz.ch

Über elektrische Impulse werden beispielsweise die Kontraktionen und die Entleerung des Magens gesteuert. Eine unter der Regie des Jungforschers eingeleitete Studie soll daher jetzt zu einem besseren Verständnis der elektrischen Aktivitäten des Magens führen. Mit ihrer Grundlagenarbeit versuchen Peng Du und seine Kollegen „zu bestimmen, was normale und was abnormale elektrische Magenaktivität ist.“ Auf Basis dieser Erkenntnisse sollen dann entsprechende Geräte für die Magendiagnostik entwickelt werden. „Einige Medizintechnikfirmen haben bereits großes Interesse an unserer neuen Methode zur Messung der elektrischen Magenaktivität gezeigt“, sagt der an dem Forschungsprojekt beteiligte Dr. Greg O’Grady www.uniservices.co.nz
www.wissenschaft-neuseeland.de

Wie gut Hörschnecken-Implantate den Hörnerv durch elektrische Signale stimulieren, hängt entscheidend von der Oberflächengestaltung dieser Implantate ab (Bild: LZH).

Eine optimale Oberflächenarchitektur gewährleistet, dass das Implantat sich leichter mit den Nerven verbindet, zugleich störendes Bindegewebswachstum minimiert wird und die Signale von den Elektroden besser weitergeleitet werden. Um diese theoretischen Erkenntnisse in die Praxis umzusetzen, wird derzeit am Laser Zentrum Hannover (LZH), in Zusammenarbeit mit der HNO-Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), ein neuartiges Mikrostrukturierungsverfahren für die Oberfläche von Hörschnecken-Implantaten entwickelt. Als Instrument zur Bearbeitung der aus Silikon und Platin bestehenden Implantatoberflächen dient ein Femtosekunden-Laser. Dieses Hightech-Gerät bringt mit seinen extrem kurzen Impulsen gezielt die erwünschten Strukturen, beispielsweise fünf Mikrometer breite Rillen in die Elektrodenoberfläche ein, ohne die Leitfähigkeit oder Bioverträglichkeit des Implantats negativ zu beeinflussen. Die ersten Zellwachstumsversuche in vitro haben gezeigt, dass nach dieser Art der Oberflächenbehandlung die Nervenzellen leichter entlang des Implantats wachsen und der Hörnerv besser stimuliert wird.
www.lzh.de

Das Problem bei solchen Materialien ist, dass sie sich leicht verwickeln und miteinander verkleben. Um hier Abhilfe zu schaffen, haben sich die Arbeitsgruppen um die Professoren Dirk Guldi und Andreas Hirsch von der Universität Erlangen-Nürnberg etwas einfallen lassen. Die Wissenschaftler haben eine Art molekularen Anker entwickelt, der sich an der Außenwand der Kohlenstoffzylinder anlagert. Der Anker wirkt dort wie eine Antihaftbeschichtung, die ein Verkleben der Nanoröhrchen verhindert und sie darüber hinaus wasserlöslich macht. „Diese Entwicklung erleichtert die Prozessierbarkeit von Kohlenstoff-Nanoröhrchen enorm“, betont Professor Guldi.

Da das Anker-Molekül außerdem noch lichtempfindlich ist, ist diese Struktur dazu in der Lage, elektrische Ladungen an das Nanoröhrchen abzugeben. Diese Tatsache lässt sich dazu benutzen, die Eigenschaften der Röhrchen gezielt zu verändern, woraus sich Perspektiven für verschiedene industrielle Anwendungen ergeben.
www.chemie.uni-erlangen.de/department/dirk-guldi

Je früher Krebstumore sicher diagnostiziert werden, je besser sind die Heilungsaussichten und entsprechend wichtig ist die Vorsorge. Nur, die dabei eingesetzte Röntgen-Mammographie übersieht zwischen 25 und 40 Prozent der Brustkrebsfälle. Und etwa 80 Prozent der auf Grund der Mammographie durchgeführten Biopsien ergeben keinen Krebs. Abgesehen von den Schmerzen und dem damit verbundenen psychischen Stress sind Biopsien nicht gerade billig: Die Kosten liegen zwischen 120 und 600 Euro.

Und bei der großen Anzahl eigentlich überflüssiger Biopsien kommen da einige 100 000 Euro pro Jahr und Land zusammen. Ein Grund für die mangelnde Sensibilität der konventionellen Mammographie ist, dass sie nur anatomische Details abbildet ohne funktionale Informationen zu liefern, aber gerade diese funktionalen Informationen sind für eine sichere Diagnose unumgänglich. MRI (Magnetic Resonance Imaging) kann das, aber dieses Verfahren ist viel zu aufwändig und zu teuer, um sich für Screenings zu eignen.

Ultraschall-Elastographie führt weiter
Mediziner nehmen schon jetzt die Sonographie da zu Hilfe, wo die Mammographie nicht eindeutig ist. Leider haben die Ultraschallbilder wegen ihrer schlechten Unterscheidbarkeit zwischen krebsartigem und gutartigem Gewebe den leidigen Nebeneffekt, die Zahl der Biopsien eher zu erhöhen. Am Elizabeth Wende Breast Center in Rochester wurde unter der Leitung von Dr. Stamatia Destounis eine Studie durchgeführt, wie man mehr Genauigkeit durch die so genannte Ultraschall-Elastographie erreichen kann. Der Hintergrund: Möglicherweise kann man bösartige Tumore an ihrer Härte erkennen.

Die Ultraschall-Elastographie misst die Komprimierbarkeit und die mechanischen Eigenschaften des Gewebes mit Hilfe von Ultraschallsignalen. Bei der noch laufenden Studie erstellte das Forschungsteam von 179 Patienten 184 Elastogramme. Von den 134 durchgeführten Biopsien ergaben 56 Krebs. „Das Problem ist, dieses Verfahren quantifizierbar zu machen“, bringt es Ludwig Isken, Produktmanager Ultraschall bei Philips auf den Punkt. Die Gründe: Die Gewebeverformungen auch durch einen starken Ultraschallimpuls sind gering und Herzschlag und Atmung des Patienten sorgen für Bewegungen, welche die Gewebeverformungen durch Ultraschall überlagern und verfälschen. „Dazu kommt, dass man noch nicht so genau weiß, ab welcher Festigkeit das Gefundene bösartig ist“, so Ludwig Isken. Abhilfe verspricht die Ausbreitung von Scherwellen im Brustgewebe, die von einem Ultraschallpuls erzeugt wurden, zu detektieren und zu untersuchen.

Was Krebstumore noch von gutartigen Lesionen unterscheidet, ist die Angiogenese. Durch das starke Wachstum eines Tumors und dem damit verbundenen starken Bedarf an Nährstoffen entsteht um Tumore ein dichtes Geflecht von kleinen Blutgefäßen. Da das Volumen der Angiogenese deutlich größer ist als das des eigentlichen Tumors, kann eine Methode, die die Angiogenese detektiert, auch Tumore sehen, die für die Mammographie noch unsichtbar sind.

Diese Angiogenese nutzt die optische Mammographie aus. Kontinuierliche Laserstrahlen aus dem nahen Infrarot durchleuchten das Brustgewebe und die Wellenlänge wird so gewählt, dass sie von Hämoglobin absorbiert wird, nicht aber von Wasser oder Fett. „Deshalb arbeitet das System auch unabhängig von der Dichte des Gewebes und ermittelt nur die Verteilung von Blut in der Brust“, beschreibt Steve Ponder, Direktor Advanced Development bei Imaging Diagnostic Systems Inc. aus Fort Lauderdale deren Entwicklung CTLM (Computer Tomography Laser Mammography).

Berührungsfrei statt gequetscht
Die Patientinnen werden sich freuen: Statt die Brust schmerzhaft gequetscht zu bekommen liegt die Patientin hier entspannt auf einer Liege und die Brust hängt in den Messraum hinein. Dieser Messraum enthält eine Laserdiode und Detektoren. Die Messeinrichtung rotiert um die Brust und tastet sie so berührungsfrei ab. Rein theoretisch kommt das Verfahren ohne Kontrastmittel aus.

„Es ist noch zu früh, die optische Mammographie als ein Screening-Werkzeug zu bezeichnen, aber man kann sagen, dass es ein diagnostisches Werkzeug werden könnte“, ist sich Huabei Jiang, Professor für Biomedical Engineering an der Universität Florida sicher. In diesem Punkt sind Huabei Jiang und Dr. Alexander Pöllinger von der Charité in Berlin einer Meinung. Alexander Pöllinger arbeitet seit 2001 mit CTLM von Imaging Diagnostic Systems. „An der Charité wurden seither etwa 300 Untersuchungen gemacht, momentan als Zusatz zur normalen Mammographie.

Meiner Erfahrung nach kommt man für stichhaltige Ergebnisse aber nicht ohne Kontrastmittelvergabe aus“, fasst Alexander Pöllinger zusammen.
Bei der Forschungsgruppe der Charité führt man auch dynamische Messungen durch. Dabei wird das Kontrastmittel sehr schnell verabreicht und mittels optischem Tomographen wird dann ermittelt wie das Kontrastmittel am Tumor anflutet. „Das Kontrastmittel flutet in Tumorgewebe viel schneller an als bei gesundem“, berichtet Alexander Pöllinger.

Um solche Messungen machen zu können muss das System eine entsprechend hohe Bildrate haben. „Unser DYNOT-System (dynamischer optischer Tomograph) macht etwa zwei Bilder pro Sekunde und braucht bis zu mehreren Minuten für einen Brustscann. Mit dieser hohen Bildrate kann die Blutflussdynamik erfasst werden“, berichtet Dr. Christoph H. Schmitz Geschäftsführer von NIRx Medizintechnik GmbH über das von ihm entwickelte System. Das Ganze besitzt einen hohen dynamischen Messebereich und hat mit Lichtintensitäten über neun Größenordnungen keine Probleme.

In einer gemeinsamen Studie der Charité und PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) untersuchte man eine weitere Variante: die Fluoreszenzmammographie. Dr. Dirk Grosenick von der PTB: „Das in unserer Studie verwendete Kontrastmittel ICG wird innerhalb von etwa 10 Minuten aus dem Blut abgebaut. Im Bereich von Karzinomen sind die Kapillaren löchrig und das Kontrastmittelmolekül kann in das Tumorgewebe austreten. Dort ist es für einige Stunden nachweisbar.“ Durch die starke Bindung des ICG-Moleküls an Plasmaproteine des Bluts wirkt das Kontrastmittel als Makromolekül.

Dieser sperrige Verbund braucht relativ große Löcher in den Kapillaren, um austreten zu können, und im Bereich bösartiger Tumore ist dies gegeben. Gutartige Läsionen erzeugen zu kleine Kapillarlöcher für ICG, so dass sich hier Unterscheidungsmöglichkeiten ergeben. „Allerdings können auch Entzündungen zu einer erhöhten Durchlässigkeit von Kapillaren führen. Nun stellt sich die Frage, ob das ICG dort auch länger eingelagert wird, bemerkt Dirk Grosenick.

Fernziel Spektrographie?
Aber Forscher denken schon weiter: Huabei Jiang will – ähnlich wie bei der Analyse der Atmosphäre ferner Planeten – mit Spektrographie die Chemie der Brust detektieren für eine noch sicherere Diagnose. „Die zehn Wellenlängen aus dem Infrarot-Bereich zwischen 600 und 960 nm sind so gewählt, dass zum Beispiel jeweils nur durch sauerstoffangereichertes Hämoglobin, Wasser oder Lipide absorbiert werden“, so Huabei Jiang. Mit einem solchen System könnte auch der Erfolg einer Krebstherapie effizient überwacht werden. -Dr. Barbara Stumpp-

Dr. Christoph Schmitz, Geschäftsführer NIRx Medizintechnik: „Mit etwa zwei Bildern pro Sekunde kann die Blutflussdynamik

Steve Ponder, Direktor Advanced Development, Imaging Diagnostic Systems: „Die CTLM arbeitet unabhängig von der Dichte des Gewebes.“

Dr. Alexander Pöllinger, Charité Berlin: „Meiner Erfahrung nach kommt man für stichhaltige Ergebnisse nicht ohne Kontrastmittel-vergabe aus.“

Das Geheimnis der besonderen Wirksamkeit des Koronarstents Catania liegt in seinem Coating, einer nanodünnen Oberflächenbeschichtung. Die Innovation aus den US-amerikanischen CeloNova-BioSciences-Entwicklungslabors unterstützt, wie ausführliche Untersuchungen ergaben, einerseits die Endothelbildung und verringert zugleich die Thrombogenität. Letztere ist der entscheidende Parameter, der die Häufigkeit akuter Thrombosen und Restenosen reflektiert.

Die vorgelegten Daten ließen die Kardiologen-Community bereits aufhorchen: Auf der Euro-PCR-Tagung 2009 in Barcelona wurden die Ergebnisse von vier Studien zum Catania-Stent vorgestellt. Auf dieser Veranstaltung der European Association of Percutaneous Cardiovascular Interventions (ESACI) wurden die Resultate, die dieses Stent-System bei Anwendungen im Koronarbereich sowie im Unterschenkel erzielte, ausführlich referiert. Während eines Zeitraums von 18 Monaten traten bei den untersuchten Patienten der ersten First-in-Man-Studien (FIM) keinerlei Thrombosen, Herzinfarkte oder Todesfälle auf. Bemerkenswert ist, dass dabei innerhalb dieser Studien auf eine durchgehende Behandlung mit dualen Thrombozyten-hemmenden Therapeutika verzichtet werden konnte. Eine der prospektiven Studien sei hier kurz skizziert.

Bei der zwölfmonatigen Atlanta-Studie, wurden 55 Patienten mithilfe des Koronarstent-Systems Catania gegen symptomatische ischämische Herzerkrankungen behandelt, die aufgrund von erstmalig obstruktiven Läsionen nativer Koronararterien aufgetreten waren. Bei dieser an einer sehr komplexen Population von FIM-Patienten durchgeführten Studie trat nach den zwölf Monaten kein einziger Todesfall auf. Die Herzinfarkt-, Schlaganfall-, Thrombose-Raten sowie die aortokoronare Bypass-Rate blieben bei glatten „null Prozent“. Eine Revaskularisierung der Läsionen trat in 10,9 Prozent der Fälle auf, wobei nur der Anteil von 3,6 Prozent klinisch begründet war. Die binäre Restenoserate lag bei 6,8 Prozent. Bei allen Patienten konnte nach 30 Tagen die duale Antithrombozytentherapie eingestellt werden.

Die Daten aus den durchgeführten Angiokardiographien und intravaskulären Ultraschalluntersuchungen aller Patienten wurden sofort nach der Implantation der Stents und im Rahmen einer Nachsorgeuntersuchung nach sechs Monaten von unabhängigen -Laboren untersucht. In einer Untergruppe von 15 zufällig ausgewählten Patienten wurden insgesamt 19 028 Stentstreben (struts) analysiert. Die Untersuchung mithilfe der Kohärenztomographie (Coherence Tomography) ergab eine vollständige Endothelbildung und eine Abdeckungsquote der Stentstreben von 99,5 Prozent.

Nun ein genauerer Blick auf das Coating selbst, dem der Catania-Stent seine guten Ergebnisse verdankt. Die Ummantelung ist aus dem Werkstoff Polyzene-F gefertigt, einer originären Entwicklung von CeloNova BioSciences. Seiner chemischen Natur nach ist dieses Material ein anorganisches Polyphosphazene-Polymer, aufgebaut aus einem Phosphor-Stickstoff-Gerüst, an das Trifluorethoxy-Seitengruppen angelagert sind.
Die Stent-Oberflächen sind mit einer lediglich 35 bis 40 Nanometer dünnen Beschichtung aus diesem Polymer versehen. Aufgrund seiner negativ polarisierten Oberfläche weist das Material die Infiltration von Bakterien ab. Bei Labortests mit Bakterienkulturen ( E.coli, Staphylococcus epiderm., MRSA u.a.) wurde gezeigt, dass sich die Beschichtung hemmend  auf das Bakterienwachstum auswirkt. Zu den vielfältigen Eigenschaften von Polyzene-F gehört es, dass es biokompatibel ist sowie antithrombotisch und entzündungshemmend wirkt.

Nach den durchgeführten Untersuchungen ist insbesondere die hohe Gleitfähigkeit des Nanocoatings dafür verantwortlich, dass das erwünschte Endothel-Zellwachstum stimuliert wird, ohne eine Thrombozytenaktivierung anzuregen. Außerdem kaschiert das Coating die Präsenz des Stents gegenüber der körpereigenen Abwehr. Es ist keinerlei Respons des immunologischen Komplementsystems oder der Koagulations-Kaskade in Bezug auf das Polymer zu verzeichnen.

Gut in Gefäße einschiebbar
Die Gleitfähigkeit der Polymer-Oberfläche bewirkt zugleich, dass die Einschiebbarkeit in die Gefäße sehr gut ist. Desweiteren ist der Catania-Stent außerordentlich flexibel, so dass er sich selbst an sehr verschlungene anatomische Gegebenheiten anpassen lässt.

Der Catania-Stent bietet sich somit als Alternative zu den bisher gängigen System-Philosophien der Bare-Metal-Stents (BMS) und der Drug-eluting-Stents (DES) an: Er weist die an den medikamentenbeschichteten Stents geschätzten Vorteile auf. Er überwindet aber zugleich einige Nachteile, die bei der DES-Technik nach wie vor auftreten, wie das nicht leicht zu beherrschende Thrombosepotenzial. Dadurch entfällt bei Catania der sonst nicht unerhebliche Kostenaufwand der Behandlung mit einer dualen Thrombozyten-hemmenden Therapie, die wegen ihrer längerfristigen Notwendigkeit auch die Compliance der Patienten auf eine größere Probe stellt. Ein weiterer Vorteil von Catania gegenüber den DE-Stents sind die vergleichsweise niedrigeren Produktionskosten. Der Catania-Stent, aus einer Kobalt-Chrom-Legierung gefertigt, ist in Europa derzeit in 60 Größen erhältlich: in Längen von 8 bis 38 Millimetern und in acht Durchmessern von 2,0 bis 4,0 Millimetern. -Dr. Helmut Bruckner-

Im Detail: Polyzene-F
Die von CeloNova BioSciences entwickelte Oberflächenbeschichtung Polyzene-F wird als gleitfähig, antithrombotisch, antiinflammatorisch und bakterienresistent beschrieben. Nach Herstellerangaben eignet sie sich prinzipiell für die Beschichtung von medizinischen Implantaten.

Der Werkstoff Polyzene-F kann in Dicken von 40 bis über 200 Nanometern als Beschichtung alleine oder mit anderen Sub-stanzen verwendet werden. Er ist mit einer Vielzahl von Substraten kombinierbar, beispielsweise mit Metallen, Keramiken oder anderen Polymeren. Er steht dabei für eine breite Palette von biowissenschaftlichen und industriellen Anwendungen zur Verfügung. So kann Polyzene-F individuell an die gewünschte Anwendung angepasst und auf verschiedene Weisen aufgebracht werden: Unter anderem als Beschichtung oder durch Extrusion, Weben oder Elektrospinnen. Dabei ist die Dicke in einem Bereich von weniger als 50 Nanometern bis über 200 Nanometer variierbar. In jedem Fall nimmt das Trägermaterial die Eigenschaften des Polymers an.

Das Catania-Koronarstent-System trägt die CE-Kennzeichnung und ist derzeit bereits in Europa und im Nahen Osten auf dem Markt (Bild CeloNova BioSciences)

Es gibt zahlreiche Krankheiten wie zum Beispiel Tumorerkrankungen, Epilepsie, Herzerkrankungen oder auch Parkinson, die durch Mutationen in unterschiedlichen Genen hervorgerufen werden können. Eine Untersuchung der einzelnen in Frage kommenden DNA-Abschnitte nacheinander ist sehr langwierig und teuer. Deshalb fasst CeGAT kritische Gene in einem Diagnostik-Panel zusammen und sequenziert alle auf diesem Panel enthaltenen Gene mit der Hochdurchsatz-Technologie gleichzeitig. Damit wird die Untersuchung für den Patienten nicht nur deutlich schneller, sondern auch preisgünstiger.

Erreichen wollen die Projektpartner ihr Ziel mit Methoden der Telematik (Telekommunikation + Automatisierung + Informatik).  Dabei wird über Telekommunikationsverbindungen, etwa per Internet oder UMTS, ein Kontakt zwischen Patienten, Ärzten und Pflegepersonal hergestellt, um rechtzeitig kritische Entwicklungen im Gesundheitszustand erfassen und darauf reagieren zu können. Die unterstützenden Geräte werden aus der Entfernung gewartet und auf ihr korrektes Funktionieren kontrolliert. Das verspricht eine Verbesserung der Gesundheitsversorgung bei gleichzeitiger Reduktion der Kosten.

Im Spitzencluster “Medical Valley der Metropolregion Nürnberg” unter Leitung der Siemens AG sind die unterfränkischen Projektpartner im Bereich Intelligente Sensorik eingebunden. Die finanzielle Förderung des Clusters hat die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Annette Schavan, in diesen Tagen bekannt gegeben. Insgesamt fördert das Ministerium fünf solche Exzellenzcluster mit 200 Millionen Euro.

Das Zentrum für Telematik e.V. (Gerbrunn) koordiniert in diesem Cluster mit Industriepartnern aus Unterfranken die Projekte “Fernbetreuung bei COPD und Heimbetreuung” und “Unterstützung der Autonomie von Dialysepatienten durch Telematikmethoden”. Die Universität Würzburg ist in beiden Projekten durch den Lehrstuhl für Informatik VII (Robotik und Telematik) von Professor Klaus Schilling vertreten. Mit dabei sind im Projekt zu den Atembeschwerden die Missionsärztliche Klinik Würzburg (Professor Berthold Jany) sowie die Unternehmen Heimbeatmungsservice Brambring Jaschke (Bad Kissingen), iWelt AG (Eibelstadt) und Cardinal Health Germany (Höchberg). Im Projekt zur Dialyse sind der Weltmarktführer Fresenius Medical Care (Schweinfurt) und die Nephrologie-Abteilungen der Universitätskliniken Würzburg und Erlangen als Partner aktiv.