Tumore: Medikamentenpumpe statt Spritze

Medikamente haben immer auch Nebenwirkungen. Bei Zytostatika gegen Tumore sind diese besonders stark, da sie alle Körperzellen, nicht nur Krebszellen, beeinträchtigen. Schonender wäre es, sie direkt vor Ort, am Tumor selbst, einzusetzen. Helfen können dabei Implantate, die Medikamente automatisch oder auf Knopfdruck abgeben.

Im Interview mit MEDICA.de erklärt Dr. Sebastian Kibler, wie eine Mikropumpe und ein implantierbares System zur Dosierung von Medikamenten eingesetzt werden können.

Herr Dr. Kibler, wir sprechen über die vom Fraunhofer EMFT entwickelte implantierbare TUDOS-Mikropumpe. Um was für ein Gerät handelt es sich hier?

Dr. Sebastian Kibler: Es ist eine piezoelektrisch angetriebene Silizium-Mikromembranpumpe. Wir haben sie bereits vor etwa zehn Jahren im Projekt TUDOS für die Anwendung bei Lebertumoren entwickelt und optimiert. Im Rahmen des Gesamtprojekts sollte ein System entwickelt werden, das die Ansteuerung und die Dosisüberwachung der Pumpe ermöglicht.

Unser Augenmerk lag dabei vor allem auf der Frage, was eine solche Mikropumpe für Eigenschaften haben muss, um in implantierbaren Dosiersystemen eingesetzt zu werden, die dauerhaft im Körper verbleiben, dabei Medikamente abgeben und regelmäßig nachgefüllt werden müssen.

Wie kann eine Mikropumpe bei der Behandlung von Tumoren helfen?

Kibler: Klassisch ist bei der Krebstherapie die systemische Behandlung mit Zytostatika. Dabei leiden viele Patienten stark unter den Nebenwirkungen, da die Medikamente nicht nur Krebszellen angreifen, sondern den ganzen Körper belasten. Ein anderer Ansatz ist die lokale Anwendung der Zytostatika nah am oder direkt im Tumor. Hierdurch kann man die Therapie am notwendigen Ort durchführen und die Nebenwirkungen reduzieren.

Wie kann man sich dieses Gesamtsystem vorstellen?

Kibler: Unser System aus dem TUDOS-Projekt war ein etwa streichholzschachtelgroßer, integrierter Aufbau. Für das damalige Projekt haben wir es für die Erprobung in Tieren konzipiert.

Wir nutzen diese Vorerfahrung jetzt im Projekt "µP Brain Test" ein, in dem ein Kunde ein solches System für die Behandlung von Gehirntumoren in die Anwendung bringen möchte. Dazu werden neben unserer Pumpe auch Systemelektronik gehören, außerdem Sensorik, die die Dosierung überwacht, und ein Reservoir für das Medikament, das über einen Port nachgefüllt wird.

So ein System könnte dann im Brust- oder Bauchraum unter der Haut implantiert werden. Von dort kann ein Katheter zum Ort der Anwendung gelegt werden, meistens direkt in das Tumorgewebe oder die zuführenden Blutgefäße.

Könnte ein solches Implantat komplett autonom sein oder müsste noch eine Steuerung von außen erfolgen?

Kibler: Beides wäre denkbar. Es könnte einerseits Verfahren mit einer fest programmierten Dosierung geben, meistens wird aber die Kontrolle über eine drahtlose Schnittstelle gewünscht. Das ist auch bei „µp Brain Test“ der Fall. Dort soll der Arzt über ein externes Gerät mittels Bluetooth den Bolus der Dosierung einstellen und auch überprüfen können, ob das System ordnungsgemäß funktioniert.

Wie lange soll ein solches Gerät eingesetzt werden können?

Kibler: Bei den Hirntumoren, mit denen sich das Projekt beschäftigt, wird mit dem System eine Lebensverlängerung angestrebt, da eine Heilung hier bisher leider nicht möglich ist. Die Lebenserwartung kann dann möglicherweise um mehrere Monate oder sogar einige Jahre verlängert werden. Insofern handelt es sich bei dieser Anwendung um ein Kurzzeitimplantat.

Prinzipiell wäre ein solches System auch für eine andere Anwendung denkbar, und zwar als implantierbare Insulinpumpe für Diabetiker. In diesem Fall wäre eine Implantationsdauer von mindestens zehn Jahren möglich.

Wie weit ist "µp Brain Test"?

Kibler: Wir sind jetzt, hinsichtlich der Mikropumpe, so weit, dass wir den Transfer aus der Entwicklung in die Fertigung starten können. Hier stehen wir mit möglichen Produzenten in Kontakt, die die medizinkompatible Massenfertigung anbieten.

Unser Kunde befindet sich mit Funktionsdemonstratoren des Gesamtsystems in Tierversuchen. Damit ist ein wesentlicher Schritt hin zu klinischen Studien gemacht, für die die Fertigung aller Komponenten zertifiziert sein muss. Ich denke, bis zur ersten Studie werden noch zwei Jahre vergehen.