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Lasertechnik

Medizintechnik-Laser – heute und in Zukunft

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Noch weiter gehen Experten, die die Zukunft des Lichts in der präventiven Medizin sehen. Unter dem Stichwort „Biophotonik“ sammeln sie optische Methoden, die kranke Zellen, z.B. Krebszellen, am lebenden Menschen frühzeitig erkennen und damit effektiver behandeln lassen. Dazu sind Einblicke in die Genetik und Zellstoffwechselregulation von Tumoren notwendig. Ein Tumor ist erst ab ca. 100 Millionen Zellen im Röntgenbild sichtbar, doch Veränderungen auf molekularer Ebene beginnen oft schon viele Jahre davor.

Krankheiten bis in einzelne Zellen verfolgen

Das grundlegende Verfahren ist die Fluoreszenzmikroskopie, die es ermöglicht, die molekularen Mechanismen von Krankheiten bis in einzelne Zelle hinein zu verfolgen. Die Basis hierzu liefern leistungsfähige Laserlichtquellen und spezielle Farbstoffe zur Markierung von Biomolekülen, die dann unter Bestrahlung mit Licht leuchten. Mit diesen Techniken konnten von einem deutschen Forscherteam bereits Erreger von Lepra, Malaria und Tuberkulose auf zellulärer Ebene nachgewiesen und Therapie bzw. Impfstoffe entwickelt werden.

Ein weiterer Impuls kommt ebenfalls aus deutscher Forscherhand: Die „Sted-Mikroskopie“ (Stimulated Emission Depletion) umgeht die Grenzen der optischen Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen (Bild 1). Das Verfahren liefert neue Einsichten in das Zellinnere, da auch kleinste Strukturen erkannt werden können, die mit klassischen optischen Verfahren nicht auflösbar sind.

Mit Gated Sted zur Höchstauflösung

„Mit Gated Sted, der neusten Entwicklung im Bereich Höchstauflösung, hat Leica Microsystems den nächsten Meilenstein in diesem sich rasant entwickelnden Forschungsfeld genommen“, erläutert Dr. Jochen Sieber, Produktmanager für Super-Resolution bei Leica Microsystems.

Forscher können damit in optischen Schnitten Details kleiner als 50 Nanometer studieren. Dies ermöglicht Ursachen von Krankheiten zu identifizieren und zu entschlüsseln. Die Sted-Mikroskopie bietet den großen Vorteil, dass diese Untersuchungen nicht nur in fixiertem totem Gewebe, sondern auch in lebenden Zellen vorgenommen werden können. Diese Entwicklungen wecken berechtigte Hoffnung auf eine gesündere Zukunft.

* Birgit Ladwig, Leiterin Photonik + Präzisionstechnik, Spectaris – Deutscher Industrieverband für optische, medizinische und mechatronische Technologien e.V., D-10117 Berlin, www.spectaris.de

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