Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm
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SYBE: Symposium Bioelectrics - Die Wechselwirkung gepulster Elektrischer und Magnetischer Felder mit biologischem Gewebe
SYBE 1: Symposium Bioelectrics I
SYBE 1.3: Hauptvortrag
Dienstag, 20. März 2007, 11:30–12:00, 6A
Membran-Elektroporation – Konzept und Methode für Klinische Gen- und Krebs-Therapien — •Eberhard Neumann, Sergej Kakorin, Thorsten Griese, Katja Toensing, Alina Francescu, Gabriel Francescu und Uwe Pliquett — Fakultät für Chemie, Universität Bielefeld, Postfach 100 131, D-33501 Bielefeld
Die Membranelektroporation (MEP) ist eine elektrochemische Pulstechnik, um die Membranen von biologischen Zellen und intrazelluläre Organellen für Wirkstoffe durchlässig zu machen, für die sie sonst impermeabel sind. Die Methode der MEP wird seit einiger Zeit auch in der Humanmedizin benutzt, um systemisch Chemotherapeutika und Oligo- und Polynukleotide wie Gen-DNA einzuschleusen. Die neuen Disziplinen werden elektroporative Krebs- und Gentherapien genannt.
Der eigentlichen Membran-Permeabilisierung vorgelagert ist die feldinduzierte elektrische Grenzflächen-Polarisation. Sie ist dielektrisch für die ultraschnellen Hochfeldpulse (ns, µs; 500 MV/m) und ionisch (Maxwell-Wagner) für die Niederfeldpulse (µs, ms; 1 bis 3 MV/m), die durch grosse Zellmembran-Geometrien bis auf 50 MV/m verstärkt werden. Aus der Feldstärkeabhängigkeit der Porenbildungszeit folgt, dass der Elementarschritt, sowohl für die schnelle dielektrische als auch für die langsamere ionische Membranpolarisation, die Drehung polarer und dipolarer Lipid-Kopfgruppen (mit dem Dipolmoment von 60×10−30 Cm (20 Debye)) in die Konfiguration hydrophiler (invertierter) Elektroporen ist. Dieses Detail ist wichtig zur Verfahrensoptimierung.