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Tumor im Kontrast

Eine neue Komplexverbindung kann als Kontrastmittel beim bildgebenden MRI-Verfahren die Tumorerkennung erleichtern.

Die als Kontrastmittel nutzbare Komplexverbindung besteht aus Eisen (rot) als Zentralteilchen und organischen Liganden aus Stickstoff (blau) und Kohlenstoff (schwarz).
Um Tumore zu finden und Gewebestrukturen sichtbar zu machen, nutzen Mediziner ein Magnetic Resonance Imaging (MRI) genanntes, bildgebendes Verfahren. Dabei werden Kontrastmittel eingesetzt, um Strukturen besser erkennen und Tumore von gesundem Gewebe unterscheiden zu können. Viele bisher genutzte Kontrastmittel bestehen aus Komplexverbindungen mit Gadolinium, welches zu den seltenen Erden gehört, als Zentralteilchen. Gadolinium  kann jedoch, insbesondere bei Patienten mit Nierenschäden, Nebenwirkungen wie Bindegewebswucherungen verursachen, die als nephrogene systemische Fibrose bekannt sind.  Wissenschaftler des Instituts für Nanotechnologie (INT) am KIT haben eine ungeladene Eisenkomplexverbindung entwickelt. Viele solcher Eisenkomplexe kommen natürlich im Körper in Enzymen und im Blutfarbstoff vor. Das magnetische Verhalten dieses Komplexes hängt von der Temperatur ab. Als Kontrastmittel eingesetzt, könnte so der Temperaturunterschied zwischen Tumor- und Umgebungsgewebe besser sichtbar gemacht werden. Dieser zusätzliche Kontrast kann mit bekannten Gadoliniumkomplexen nicht realisiert werden. Anstelle des risikoreichen Gadoliniums enthält der neue Komplex ein Eisenatom, als Zentralteilchen, das durch zwei Liganden koordiniert wird. Elektrostatische Anziehungskräfte zwischen dem Zentralteilchen und den Liganden tragen zur Stabilität in wässrigem Milieu bei. Die Lage der Energieniveaus, und somit die magnetischen Eigenschaften, wird durch die Umgebungstemperatur beeinflusst. Die exakte Temperatur, bei der das Umschalten von unmagnetischem zu magnetischem Verhalten stattfindet, lässt sich durch die Wahl der organischen Liganden einstellen. Somit kann bereits bei geringen Temperaturänderungen, wie im Tumorgewebe, ein verändertes magnetisches Verhalten auftreten. Dies wird dann durch unterschiedliche Relaxationszeiten im MRI sichtbar gemacht. Zudem könnte die Komplexverbindung auch für Speichermedien, Temperatursensoren oder Papiere, deren Farbe je nach Temperatur variiert, angewendet werden. Das KIT sucht Partner, die die Technologie weiterentwickeln und einsetzen möchten.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr. Rainer Körber, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanager, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25587

E-Mail: rainer.koerber@kit.edu

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