Mehrfrequenz Magnetic Particle Imaging

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Volkmar Schulz
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441892463

Das Projekt konzentriert sich auf die Simulation, den Aufbau und die Evaluierung einer neuartigen In-vivo-Bildgebungsmethode für Nanomedizin, die auf dem Magnetic Particle Imaging (MPI) basiert. Ziel dieser neuen Methode ist es, die Wirkstofffreisetzung von Therapeutika in vivo für den Bereich der Nanotherapie zu quantifizieren, um den Erfolg der Nanotherapie im Allgemeinen vorhersagen und optimieren zu können. Derzeit basiert MPI auf der ortsaufgelösten Messung der nichtlinearen Verzerrung, die bei der monofrequenten Anregung von superparamagnetischen Nanopartikeln (SPIONs) auftritt. Im Rahmen dieses Projekts wird dieser Ansatz erweitert, indem eine Mehrfrequenzanregung ermöglicht wird und dadurch die Relaxationseigenschaften (Neel und Brownsche Relaxation) der SPIONs in-vivo gemessen werden können. Dieser Ansatz würde es ermöglichen, zirkulierende SPIONs von Partikeln mit eingeschränkter Rotation zu unterscheiden, wodurch die Möglichkeit gegeben würde, den Enhanced Permeability and Retention (EPR) Effekt sowie die Aufnahme des Nanotherapeutikums in die Zellen in vivo zu quantifizieren. Das Projekt beinhaltet den Aufbau und die Evaluierung eines neuartigen Feldgenerators, die gesamte notwendige Softwareumgebung zur Erzeugung und Messung verschiedener Anregungswellenformen sowie die quantitative Rekonstruktion der Relaxationsparameter, aus denen weitere biologisch relevante Parameter (z.B. Bindungsstatus und Viskosität, pH-Wert) und Temperatur der Umgebung) abgeleitet werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen