Mundkrebs per Atemanalyse diagnostizieren

Nachdem bereits vor zwei Jahren Forscher der ETH Zürich übererste erfolgreiche Versuche mit der Atemanalyse berichteten, entwickelte nun eine Forschungsgruppe um Nico de Rooij am SAMLAB (Sensors, Actuators and Microsystems Laboratory) in Lausanne einen Mikrosensor, der die Krebsdiagnose im Kopf-Hals-Bereich revolutionieren könnte.

Ausgangspunkt der Entwicklung war die Beobachtung, dass der menschliche Atem Hunderte von flüchtigen organischen Verbindungen enthält, die abhängig vom Gesundheitszustand beim Patienten im Mund vorhanden und konzentriert sind. Weil sich der Stoffwechsel gesunder und kranker Zellen unterscheidet, produzieren Krebszellen verschiedene Substanzen, die in der Atemluft nachweisbar sind.

Mikrosensoren "riechen" Zusammensetzung der Atemluft

Mit einem Netz aus Mikrosensoren können die Forscher Nuancen - sowohl in Menge und Typologie - dieser flüchtigen organischen Verbindungen in der Atemluft der Patienten erkennen. Jeder Sensor besteht aus einer Siliciumscheibe aus einem Durchmesser von 500 Mikrometern, die mit einem Polymer und mit vier kleinen Piezowiderständen bestückt ist.

Trifft ein bestimmtes Gas aus der Atemluft auf den Sensor, absorbiert das Polymer dessen Moleküle, was zur Verformung der Scheibe und einem elektrischen Signal führt. Mithilfe unterschiedlicher Polymere auf den verschiedenen Sensoren können die Forscher so einen Überblick über die Gaszusammensetzung der Atemluft des Patienten erhalten.

"Unglaublich effektive" Sensoren

In Zusammenarbeit mit dem Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel konnten die Forscher Funktionsweise und Diagnosesicherheit ihres Geräts an Patienten der Universitätsklinik Lausanne überprüfen. Diese Tests zeigten, dass die Sensoren "unglaublich effektiv" waren, heißt esin einer Mitteilung des SAMLAB. Und: Ein in der Schweiz ansässiges Unternehmen habe bereits Interesse an der Vermarktung der patentierten Technologie geäußert.

Die Technologie könnte auch in der Biologie Einzug halten, wie SAMLAB weiter informiert. An der Universität Neuchâtel laufen derzeit Tests, mit der Technik auch Gase zu analysieren, die Pflanzen ausstoßen, wenn sie von bestimmten Insekten oder Pilzen angegriffen werden. Diese Gase dienen den Pflanzen eigentlich dazu, andere Insekten anzulocken, die sie vor den Schädlingen schützen. Die Möglichkeit, diese Gase frühzeitig zu erkennen, könnten der Landwirtschaft helfen, künftig den Einsatz vonInsektiziden zu reduzieren, stellen die Forscher in Aussicht.