Hyperthermie und Bildgebung von hybriden Polymerfasern und Stents mit inkorporierten magnetischen Nanopartikeln für den medizinischen Einsatz

Mues, Benedikt

• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2022
• eBook-ISBN:
  9783736966901
• ISBN drucken:
  9783736976900
• Auflage: 1

Magnetische Nanopartikel (MNP) werden als Additive in Polymeren bei der Entwicklung von Hybridstents eingesetzt, um eine lokale Hyperthermie-Behandlung, z. B. bei Hohlorgan-Tumoren, zu ermöglichen. Durch Anregung in einem magnetischen Wechselfeld kann eine kontrollierte Temperaturerhöhung im Bereich von (42-46) °C erzielt und damit das Tumorgewebe in unmittelbarer Nähe des Stents zerstört werden. Zusätzlich können die MNP auch als Kontrastmittel in der Magnetresonanztomografie (MRT) oder als Tracer in der Magnetpartikel-Bildgebung (MPI) eingesetzt werden, was die postoperative Visualisierung des implantierten Stents und somit eine Überwachung seiner Funktion ermöglicht. Bei der Herstellung der Hybridstents werden die MNP in eine Polymer-Matrix eingebettet. Durch Immobilisierung und auftretende Agglomeration der MNP wird eine signifikante Änderung ihrer Eigenschaften, insbesondere ihrer magnetischen Relaxationseigenschaften, verglichen mit denen frei dispergierter MNP, erwartet. In dieser Arbeit wird der Einfluss der MNP-Polymer-Matrix-Wechselwirkungen auf die physikochemischen Eigenschaften der eingebetteten MNP untersucht. Dazu werden Hybridstents aus schmelzgesponnenen Polypropylen-Fasern mit unterschiedlichen Sorten und Konzentrationen an MNP hergestellt. Die Eignung dieser Hybridstents in Hyperthermie und medizinischer Bildgebung wird durch experimentelle Studien unter Berücksichtigung der klinischen Anforderungen beurteilt.

Inhaltsverzeichnis

• Abkürzungsverzeichnis
• Symbolverzeichnis
• 1. Einleitung
• 2. Theoretischer Hintergrund
• 2.1. Magnetismus
• 2.2. Kolloidale magnetische Nanopartikel
• 2.3. Anwendungen magnetischer Nanopartikel
• 2.4. Übertragungsmechanismen von Wärme
• 2.5. Stenosierende Hohlorgan-Tumore
• 2.6. Stand der Forschung zur Entwicklung aufheizbarer Implantate
• 3. Entwicklung von magnetischen Hybridstents
• 3.1. Herstellung von Magnetit-Nanopartikel
• 3.2. Herstellung von Hybridcompounds, Hybridfasern und Hybridstents
• 3.3. Synthese von magnetischen Hydrogelen als Modellsysteme
• 3.4. Übersicht über die verwendeten Nanopartikel und Polymer-Nanopartikel-Hybride
• 4. Methoden zur Charakterisierung der physikochemischen und biologischen Eigenschaften
• 4.1. Bestimmung der Eisen-/ Nanopartikel-Konzentration undthermische Analyse
• 4.2. Größen- und Strukturanalyse
• 4.3. Statische und dynamische magnetische Messungen
• 5. Methoden zur Beurteilung derLeistungsfähigkeit für den medizinischen Einsatz
• 5.1. Magnetfluidhyperthermie (MFH)
• 5.2. Magnetpartikelbildgebung (MPI)
• 5.3. Magnetresonanztomografie (MRT)
• 6. Eigenschaften der magnetischen Nanopartikel und Hybridstents
• 6.1. Physikochemische Eigenschaften
• 6.2. Magnetische Eigenschaften der magnetischen Nanopartikel und Hybridfasern
• 6.3. Mechanische und biologische Eigenschaften der Hybridfasern und Hybridstents
• 6.4. Zusammenfassende Bemerkungen
• 7. Aufheizverhalten der magnetischen Nanopartikel und Hybridstents im magnetischen Wechselfeld
• 7.1. Einfluss von verschiedenen magnetischen Nanopartikel Sorten auf die Aufheizleistung
• 7.2. Bestimmung der Einflussfaktoren für eine kontrollierte Aufheizung
• 7.3. Wärmedissipation der Hybridstents in die Umgebung
• 8. MPI- und MRT-Bildgebung dermagnetischen Nanopartikel undHybridstents
• 8.1. Magnetpartikelbildgebung
• 8.2. Magnetresonanztomografie
• 8.3. Zusammenfassende Bemerkungen
• 9. Zusammenfassung und Ausblick
• 9.1. Zusammenfassung
• 9.2. Ausblick
• A. Anhang
• A.1. Anhang zu Kapitel 5
• A.2. Anhang zu Kapitel 6
• A.3. Anhang zu Kapitel 7
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Literaturverzeichnis
• B. Danksagung
• C. Eidesstattliche Erkl¨arung