Wir gratulieren Frau Thalmayer und Herrn Zeising zum Young Scientist Award YSA der URSI!

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Aller guten Dinge sind zwei. LTE erhält im zweiten Jahr in Folge zwei Mal den Young Scientist Award der Kleinheubacher Tagung: Dieses Mal geht er an Angelika Thalmayer und Samuel Zeising (beide aus Team MEMPS)


Eine Sache haben die beiden preisgekrönten Arbeiten gemeinsam, Magnetismus angewandt in der Medizintechnik. Frau Thalmayer beschäftigt sich im Rahmen ihrer Forschung mit der Steuerung von superparamagnetischen Nanopartikeln (SPIONs), welche Einsatz im Rahmen der Krebstherapie – dem sogenannten Magnetic Drug Targeting Verfahren – finden. Dabei werden die SPIONs, an denen ein Krebsmedikament gebunden ist, interarteriell injiziert und mit Hilfe eines externen Magnetfelds durch das kardiovaskuläre System in die Tumorregion gesteuert. Somit wird eine lokal beschränkte Therapie ermöglicht. Hierfür hat Frau Thalmayer ein lineares Halbach-Array, bestehend aus acht Einzelmagneten, zur Steuerung der SPIONs entworfen und numerisch untersucht. Das Halbach-Array besitzt eine stark- und eine schwach-magnetische Seite, welche durch geschickte Rotation der Einzelmagneten vertauscht werden kann. Das Magnetfeld der starken Seite wirkt eine große Kraft auf die Partikel aus. Um die Partikelagglomeration unter den Magneten zu vermeiden, wird das Array gedreht. In diesem Zusammenhang wurden die Kräfte auf die SPIONs für verschiedene Rotationswinkel untersucht. Insgesamt zeigt sich, dass die magnetische Kraft und damit auch die Region, in welcher Partikel aus einem Strömungskanal ausgewaschen werden können, mit Hilfe von Permanentmagneten eingestellt werden kann.


Herr Zeising hat eine neue differentielle magnetische Lokalisierungsmethode entwickelt. Hierbei wird angenommen, dass ein kleiner Permanentmagnet in ein Kapselendoskop integriert wird. Das erzeugte Magnetfeld wird an der Körperoberfläche von einem Sensor Array gemessen. Am Array kommt es zur Überlagerung mit dem Erdmagnetfeld, was zu großen Fehlern in der Lokalisierung führt, wenn keine Kompensierung vorgenommen wird. Durch Bildung der Differenz zwischen jeweils zwei benachbarten Sensoren des Arrays kann das homogene Erdmagnetfeld aus den Messungen eliminiert werden. Aus den korrigierten Messwerten kann dann die Position und Orientierung der Kapsel rekonstruiert werden. Herr Zeising hat dieses Verfahren messtechnisch verifiziert und es sowohl in statischen als auch dynamischen Szenarien getestet. Die Ergebnisse übertrafen den Stand der Technik in magnetischer Lokalisierung von Kapselendoskopen signifikant, sodass seine Arbeit als nächster Schritt in der Entwicklung der Lokalisierung von Kapselendoskopen, während des alltäglichen Lebens von Patienten, angesehen werden kann.