Zusammenfassung
Einleitung: Maligne und benigne Zellen unterscheiden sich nach bisherigen Untersuchungen durch
ihre Kern-Plasma-Relation und an Hand ihrer Elastizität. Zur Messung dieser mechanischen
Zelleigenschaft eignet sich die Anwendung eines Rasterkraftmikroskops. Wenn Zellen
verschiedener Dignität ein unterschiedliches Resonanzverhalten zeigen, weil sie eine
andere Elastizität besitzen, wäre eine selektive Ablation von spezifischen Gewebearten
mittels Ultraschallwellen denkbar. Das Ziel unserer Arbeit ist eine hochselektive
Ablation von Tumorgewebe unter Schonung des gesunden Gewebes zu erreichen.
Material und Methode: Mittels Rasterkraftmikroskopie wurden Elastizitätsmessungen und eine ortsaufgelöste
physikalische Zellcharakterisierung von Tumorzellen (UD-01 Zelllinie) durchgeführt.
In einem weiteren Schritt wurde ein Ultraschallapplikator unter definierten Bedingungen
über einem Zellrasen positioniert und die morphologischen Veränderungen während der
Ultraschallbehandlung bei einer Frequenz von 24 kHz dokumentiert.
Ergebnisse: Es zeigten sich verschiedene Elastizitäten auf der Plattenepithelkarzinomzelle, abhängig
von der Lage und der untersuchten Lokalisation. Wir konnten bezüglich der Ultraschallanwendung
eine maximale Amplitude definieren, bis zu der morphologische Zellveränderungen ausschließlich
durch Ultraschallanregung entstehen, unabhängig von entstehender Erwärmung. Nach Behandlung
eines intakten Zellrasens mit fokussiertem Ultraschall konnten Verklumpungen und Ablösungen
von der Oberfläche beobachtet werden.
Zusammenfassung: Das Rasterkraftmikroskop eignet sich zur Bestimmung der individuellen Zellelastizität
mit einer sehr hohen Ortsauflösung. Die ermittelten Daten könnten die Grundlage für
Behandlungsmodalitäten sein, die zu einer superselektiven Schädigung maligner Zellen
führen.
Abstract
Introduction: Malignant and benign cells differ according to their elasticity. An atomic force
microscope is a useful tool for measuring these mechanical cell properties. If cells
of different dignity show different resonance behavior, due to their different elasticity,
a selective ablation of specific tissue types by ultrasound would be possible. The
goal is a highly selective ablation of tumor tissue without damaging healthy tissue.
Materials and Methods: We performed elasticity measurements of tumor cells (UD-01 cell line) with an atomic
force microscope. In a further step, an ultrasound applicator has been positioned
and the morphological changes of the cells during the treatment were documented.
Results: Different elasticities on the squamous cells were measured, depending on the location.
Below a defined maximum amplitude the morphological cell changes were caused solely
by ultrasonic excitation.
Summary: The atomic force microscope is suitable for the determination of the individual cell
elasticity. The data collected could be the basis for treatment modalities that lead
to a very selective damage for malignant cells.
Schlüsselwörter
Rasterkraftmikroskop - AFM - Zellelastizität - Plattenepithelkarzinom - Ultraschallbehandlung
Key words
atomic force microscope - scanning force microscope - cell elasticity - squamous cell
carcinoma - ultrasound treatment
