Forschungsprojekt 2004

Bestimmung und Optimierung der Frequenzfelder bei bestimmten Hirntumoren

Antragsteller

Prof. Dr. Theuer, Fachhochschule Esslingen

Titel

Bestimmung und Optimierung der Frequenzfelder bei bestimmten Hirntumoren

Inhalt

Viele Tumorzellen haben gesunden Zellen gegenüber veränderte dielektrische und schwingungsmechanische Eigenschaften. Durch die verstärkte Produktion onkogener Proteine können Änderungen der zytoplasmatischen Leitfähigkeit als auch der dielektrischen Eigenschaften maligner Zellstrukturen eintreten und zu veränderten Polarisierungs­eigenschaften maligner Zellen führen.

Schwingungsrelevante Zellparameter sind die Steifigkeit und Beschaffenheit des Zytoskelettes, die Viskosität des Zytoplasmas, der Plasmamembran und der Kernflüssigkeit, die Kern/Plasma Relation, der osmotische Druck, die Steifigkeit und Beschaffenheit der extrazellulären Matrix, die Viskosität der extrazellulären Flüssigkeit und die Geschwindigkeit der zellulären Aggre­gations­prozesse. Die prägnanteste strukturelle Charakteristik maligner Zellen ist eine geänderte Organisation der zellulären Filamentnetze. Durch den Verlust zellulärer Kontroll­mechanismen kann zum Beispiel die Aggregation zytoplasmatischer Filament­strukturen gestört werden. Dabei kann es zu diffusen, nicht gebündelten Anordnung zellulärer Filamente kommen. Eine Störung der Aktinbündelung kann zu einer Perturbation des zellulären Kraftflusses, der funktionellen Steifigkeit, der Motilität und einem deutlich veränderten Schwingungs­verhalten maligner Zellen führen.

Die Kern-Plasma Relation ist zugunsten des Zellkerns verschoben. Der Zellkern maligner Zellen ist oft in seiner Größe verändert und hat eine erhöhte Chromatindichte. Die geschilderten Unterschiede maligner und nicht-maligner Zellen bieten neue Ansätze für die selektive, schwingungsinduzierte Behandlung maligner Erkrankungen. Die klassischen Behandlungsmethoden und die eingesetzten Behandlungsvorrichtungen basieren im Allgemeinen auf einer operativen Tumorentfernung, einer präoperativen, postoperativen oder kombinierten Chemotherapie, einer zusätzlichen Strahlentherapie und gegebenenfalls einer begleitenden Immuntherapie.

Durch die Anwendung von Zytostatika bei chemotherapeutischen Verfahren werden maligne Zellen mehr geschädigt als gesunde, nicht entartete Zellen. Es werden hauptsächlich Zellen mit großen Proliferationsraten geschädigt. Zellen in der G0-Phase sprechen auf die chemische Therapie in der Regel nicht an. Es werden präoperative, neoadjuvante und postoperative Therapieformen durchgeführt. Die präoperative Chemotherapie zielt auf eine lokale Tumorreduktion. Dabei sollen die Erfolgsaussichten einer radikalen Operation verbessert werden. Gleichzeitig sollen nicht diagnostizierbare, bereits vorhandene Mikrometastasenzellen geschädigt werden. Die postoperative, adjuvante Chemotherapie wird nach operativer Entfernung des Tumors und der regionären Lymphknoten durchgeführt. Aufschluss über bereits vorhandene Mikrometastasen und Metastasierungsprozesse ergeben histologische Untersuchungen der entfernten Lymphknoten. Die adjuvante Chemotherapie soll Metastasierungsprozesse bekämpfen und vorhandene Mikrometastasen zerstören. Regionale Chemotherapieformen werden eingesetzt, um bei einer reduzierten systematischen Toxizität eine intensive lokale Wirkung erzielen.

Bei schnell wachsenden Tumoren befinden sich die meisten Zellen in der S-Phase und der G2-Phase. Diese Zellen sind gegenüber den Chemotherapeutika empfindlich. Chemotherapeutische Verfahren erreichen dann eine gute Wirkung, wenn die Zellteilungsprozesse im Tumor synchronisiert werden. Dabei werden Chemostatika verabreicht, die Tumorzellen in einer bestimmten Zellphase blockieren. Nach dem Absetzen der Chemostatika wird ein Medikament mit hoher zytotoxischer Wirkung für die folgende Zyklusphase verabreicht. Bei langsam wachsenden Tumoren verharrt ein relativ großer Teil der Zellen in der G0-Phase und der G1-Phase. Die Zellen sprechen nicht gut auf Chemotherapeutika an.

Chemotherapeutika schädigen besonders Tumorzellen, aber auch normale Zellen. Durch ihre unspezifische Wirkungsweise kommt es zu akuten, kurzfristig anhaltenden, meistens reversiblen Nebenwirkungen, oft jedoch zu späten, irreversiblen Nebenwirkungen. Relevante Nebenwirkungen sind Granulozytopenie, Thrombopenie, Anämie, Fieber, Herzrhythmusstörungen, Schleimhautulzerationen, Nierenfunktions­störungen, Übelkeit und Erbrechen, Innenohrschädigungen und Lungenfibrosen. Nach hohen Dosen chemostatischer Therapien kann es zu schweren Nebenwirkungen kommen. Es werden auch therapiebedingte Zweit-Neoplasien berichtet. Häufige Erkrankungen nach intensiver Behandlung mit hohen Dosen bestimmter Chemotherapeutika sind Leukämie und Myelodysplasien. Bei der selektiven, schwingungsinduzierten Behandlung maligner Erkrankungen des Gehirns werden Frequenzen und Frequenzfolgen aufgebracht die zu einer selektiven Induktion letaler Feldgrößen in malignen Zellen und Zellstrukturen führen. Gesunde Zellen überleben die Behandlung ohne Schaden.

Es werden Frequenzen und Frequenzfolgen aufgebracht die zu einer selektiven Polarisation maligner Zellen und Zellorganellen führen. Die polarisierten Zellen können durch kurze Leistungsstöße der Feldgrößen geschädigt werden. Gesunde, nicht polarisierte Zellen überleben die Behandlung ohne Schaden. Bei Zellen ohne klar abgegrenzte Polarisierungseigenschaften werden Frequenzen appliziert, die zu Polarisierungsprozessen gesunder und kranker Zellen führen. Anschließend werden Leistungsimpulse aufgebracht, die zu selektiven, elektro-mechanischen Resonanzschwingungen der polarisierten Tumorzellen führen und diese letal schädigen.

Die selektive, schwingungsinduzierte Behandlung von Metastasen­erkrankungen des Gehirns beruht auch auf der Erkenntnis, dass Metastasenzellen die zytoplasmatische Steifigkeit und Viskosität des Muttertumors und damit ihre tumorspezifischen Schwingungseigenschaften in das Gewebe des Metastasierungszieles, das Gehirn exportieren. Die elektro-mechanischen Resonanzspitzen der Metastasenzellen unterscheiden sich damit meist klar vom gesunden, umliegenden Gewebe des Zielorgans. Es werden spezifische Frequenzen und Frequenzfolgen aufgebracht die zu einer selektiven Induktion letaler Feldgrößen in Metastasenzellen und malignen Zellstrukturen führen. Gesunde Zellen überleben die Behandlung ohne Schaden.

Die erforderlichen Funktionsparameter für die selektive, schwingungs­induzierte Behandlung maligner Tumorzellen werden mit Hilfe von FEA- Simulationsmodellen bestimmt und experimentell validiert. Die Behandlungsvorrichtung besteht aus einem Frequenzgenerator, einem Leistungs-Verstärker, Aggregaten für die Erwärmung bzw. Abkühlung der behandelten Körperteile, einem Steuer- und Messdatenrechner und speziellen Behandlung-Elektroden.