Forschende der University of Warwick haben einen bahnbrechenden Magnetfeldsensor auf Diamantbasis entwickelt, der die Diagnose von metastasiertem Brustkrebs verbessern könnte. Das innovative Gerät nutzt die einzigartigen Eigenschaften von Diamanten, um Tumore präzise aufzuspüren, indem es magnetische Tracerflüssigkeiten verfolgt, die in den Körper injiziert werden. Besonders bei Krebs, der über die Lymphknoten in andere Organe gestreut hat, ist eine genaue Diagnose entscheidend, um die Behandlung zu optimieren. Der neue Sensor bietet hierfür eine hochempfindliche, ungiftige und nicht-radioaktive Lösung.

Das kompakte Gerät, beschrieben in der Zeitschrift Physical Review Applied, ist handlich und für den Einsatz in der Schlüssellochchirurgie sowie bei endoskopischen Verfahren geeignet. Mit einer Sensorkopfgröße von nur 10 Millimetern kann es selbst geringste Mengen an magnetischer Tracerflüssigkeit, wie Eisenoxid-Nanopartikel, nachweisen – bis zu einem Hundertstel der üblichen klinischen Dosis. Diese Flüssigkeit wird in den Tumor injiziert und wandert mit metastasierten Krebszellen zu den Lymphknoten, die dann mithilfe des Sensors lokalisiert und chirurgisch entfernt werden können, um die Ausbreitung des Krebses zu stoppen.

Der Sensor basiert auf einem winzigen Diamanten mit Stickstoffvakanzzentren, die Magnetfelder mit hoher Präzision erkennen können. Ein kleiner Permanentmagnet am Sondenkopf macht sperrige Elektronik überflüssig, was das Gerät vielseitig und benutzerfreundlich macht. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, die oft radioaktive Tracer oder allergieauslösende Farbstoffe verwenden, bietet der Diamantsensor klare Vorteile: Er ist sicherer, da er weder radioaktive Materialien noch allergische Reaktionen verursacht, und kann in mehr Krankenhäusern eingesetzt werden.

Die Entwicklung wurde in Zusammenarbeit mit Kliniken vorangetrieben, die die magnetische Lokalisierung bereits erfolgreich bei Brustkrebsoperationen einsetzen. Die Technologie könnte zukünftig auch bei anderen Krebsarten wie Lungen-, Leber-, Darm- oder Speiseröhrenkrebs angewendet werden. Darüber hinaus sehen die Forscher Potenzial für den Einsatz des Sensors in anderen Bereichen wie Raumfahrt oder Fusionsenergie. Mit der Integration von Quantentechnologien könnte die Sensitivität des Geräts weiter gesteigert werden, was die Diagnose und Behandlung von Krebs noch präzisier und patientenfreundlicher machen würde.

Original Paper:

Endoscopic diamond magnetometer for cancer surgery | Phys. Rev. Applied

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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