Medical physics and technology

The overall aim of our research is to develop and improve diagnostic tools and to improve therapy. The research is primarily focused on cancer, but also arthrosclerosis and heart failure are studied. Improving diagnosis is done by developing new applications and methods, and characterizing new parameters based on molecular and medical imaging.

Important methods are confocal and laser scanning microscopy, magnetic resonance imaging (MRI) and ultrasound imaging. Improving cancer therapy is done by studying delivery of cancer specific therapeutic agents and how to improve the uptake and distribution of such agents; improving dosimetry in radiotherapy; study mechanisms of metastasis of breast cancer cells to bone.

Events

Ultralyd og cellegift kan erstatte kirurgi

Bildet viser cellegiftspredningen etter at svulsten er behandlet med ultralyd. De røde feltene er blodbanen og blodkar. Bildet er tatt i et laserscanningmikroskop. Foto: NTNU23.01. 2013
Cellegift i nanoformat finner kreften. Så «bankes» giften inn i svulsten med ultralyd. NTNU forsker på en metode som kan spare pasienter for kirurgi og stråling.

Ultralyd og cellegift kan erstatte kirurgi

Bildet viser cellegiftspredningen etter at svulsten er behandlet med ultralyd. De røde feltene er blodbanen og blodkar. Bildet er tatt i et laserscanningmikroskop. Foto: NTNU23.01. 2013
Cellegift i nanoformat finner kreften. Så «bankes» giften inn i svulsten med ultralyd. NTNU forsker på en metode som kan spare pasienter for kirurgi og stråling.

Fordel om kreftsvulstene kunne fjernes uten å bruke kirurgi og strålebehandling
Dyreforsøkene som foregår ved NTNU bruker humane prostatakreftceller fra mennesker. Den normale behandlingen er kirurgi eller stråling. Prostatakreft er den vanligste kreftformen hos menn. Det største problemet med kirurgi og stråling er bivirkninger som urinlekkasje og impotens.

Stipendiat Siv Eggen ved Institutt for fysikk og flere andre forsker på hvordan en kombinasjon av cellegift og ultralydbehandling kan ta knekken på prostatakreft. Foreløpig prøves dette ut på mus, men vi vil få forsøk på mennesker i løpet av tre til fem år. I prinsippet kan det bli en aktuell metode for alle typer kreftsvulster som er følsomme for cellegift.

Målrettet cellegift
Cellegift har den egenskapen at den dreper celler som deler seg hurtig – slik kreftceller gjør. Dagens behandling, med store doser gift i blodsystemet, utsetter kroppen for store belastninger og har kraftige bivirkninger. Til tross for høye doser, er det langt fra nok til å drepe en solid svulst.

Siv Eggen bruker en ny metode, der cellegiften frigjøres først når den kommer i kontakt med kreftsvulsten. Dette gjøres ved at cellegiften sprøytes inn i blodbanen som nanopartikler som sitter fast på gassbobler. Nanopartiklene er så store at de ikke går gjennomveggen på vanlige blodårer, men små nok til å trenge gjennom de porøse blodårene i en kreftsvulst. Gassbobler som transportmiddel for ulike medisiner i nanostørrelse er en teknologi utviklet av Sintef. Hvis cellegiften gis målrettet bare til svulsten, kan man bruke langt mer konsentrerte og effektive doser.

«Banker» giften inn
Men selv om cellegiften når frem til riktig adresse, klarer den ikke å trenge særlig langt inn i svulsten. Det er her ultralydteknologien kommer inn i bildet. Siv Eggen bombarderer kreftsvulsten med ultralydbølger som får gassboblene til å vibrere. På denne måten dyttes cellegiften mer effektivt gjennom blodåreveggen og trenger dypere inn i vevet. Ved å skru opp effekten, kan man få boblene til å kollapse. Det skaper jetstrømmer som skyter cellegiften inn i vevet. - Forsøkene er lovende, sier Eggen, som har bakgrunn som dyrlege. - Cellegiften trenger langt mer effektivt inn i kreftsvulsten når vi bruker ultralyd. Funnene er entydige. Ennå er det ikke nok til å ta knekken på en svulst, men det handler også om hvor mange ganger man gir slik behandling. Vi ønsker å finne ut hva som er de mest effektive ultralyddosene for å få cellegiften til å drepe kreftceller.

Bildet viser hvordan cellegiften (grønt) sprer seg i en en svulst som ikke har fått ultralyd. Foto: NTNU   Bildet viser cellegiftspredningen etter at svulsten er behandlet med ultralyd. De røde feltene er blodbanen og blodkar. Bildet er tatt i et laserscanningmikroskop. Foto: NTNU

Ultralydbølger sprer cellgiften: Bildet til venstre viser hvordan cellegiften (grønt) sprer seg i en en svulst som ikke har fått ultralyd. Bildet til høyre viser cellegiftspredningen etter at svulsten er behandlet med ultralyd. De røde feltene er blodbanen og blodkar. Bildene er tatt i et laserscanningmikroskop. Foto: NTNU

Les mer om "Ultralyd og cellegift kan erstatte kirurgi" i Adresseavisen 21.01.13, side 8  (BuyAndRead) 


Thu, 24 Jan 2013 09:26:46 +0100

Ultralyd og gassbobler kan gi målstyrt kreftbehandling

Endotelceller som har spist nanopartikler. Foto: Habib Baghirov/NTNU31.01. 2014
Forskningsgruppen Medisinsk fysikk som ledes av Catharina Davies har i samarbeid med Sintef utviklet en ny nanokreftmedisin som kan føre cellegift direkte til kreftsvulsten uten å skade friskt vev i kroppen.

Ultralyd og gassbobler kan gi målstyrt kreftbehandling

Endotelceller som har spist nanopartikler. Foto: Habib Baghirov/NTNU31.01. 2014
Forskningsgruppen Medisinsk fysikk som ledes av Catharina Davies har i samarbeid med Sintef utviklet en ny nanokreftmedisin som kan føre cellegift direkte til kreftsvulsten uten å skade friskt vev i kroppen.

Denne nye forskningen innen nanokreftmedisin blir omtalt i NRK Viten og presentert på et møte i Kreftforeningen i dag.

Les mer i NRKs nettsider om Ultralyd og gassbobler kan gi målstyrt kreftbehandling


Kroppstokt - bildebrev fra det indre rom

Magnus Lilledahl08.01. 2013
Bilder fra kroppens indre er blitt en viktig del av behandling av pasienter. Bilder kan hjelpe forskerne i arbeidet med å finne nye og bedre måter å kurere sykdommer på. Utstillingen "Kroppstokt - bildebrev fra det indre rom" finner sted ved Trondheim folkebibliotek  fram til 20. januar 2013.

Kroppstokt - bildebrev fra det indre rom

Magnus Lilledahl08.01. 2013
Bilder fra kroppens indre er blitt en viktig del av behandling av pasienter. Bilder kan hjelpe forskerne i arbeidet med å finne nye og bedre måter å kurere sykdommer på. Utstillingen "Kroppstokt - bildebrev fra det indre rom" finner sted ved Trondheim folkebibliotek  fram til 20. januar 2013.

Forskning innen medisinsk avbildning spenner fra naturvitenskapelig- og matematisk teori, utvikling av ny teknologi og anvendelse av nyvinningene i klinisk forskning. Målet er å fremskaffe kunnskap som gir sikrere diagnoser og bedre behandling.

Fotoutstilling i regi av NTNU

Medisinsk teknologi er ett av NTNUs tematiske satsingsområder. NTNUs teknologi og forskning er internasjonalt ledende innen medisinsk avbildning. Bildene er laget av forskere ved Det medisinske fakultetSt. Olavs Hospital og Fakultet for naturvitenskap og teknologi. Forskningsmiljøene Medical Imaging LaboratoryInstitutt for kreftforskning og molekylær medisin, Klinikk for bildediagnostikk og Medical physics. Magnus Lilledahl, førsteamanuensis ved Institutt for fysikk har laget flere av bildene i utstillingen.

Tid og sted for utstillingen: 7. til 20. januar 2013 i Hovedbiblioteket 1. etasje.

Noen av bildene i utstillingen

Ved hjelp av moderne teknologi som gjør det mulig å se ørsmå detaljer inne i kroppen løser forskerne stadig nye medisinske gåter. Når teknologien blandes med spesialutviklede farge- og bildeteknikker skapes vakre visuelle uttrykk ved hjelp av bildene fra MR og mikroskopteknikker. 

 Byggtegning. Foto: Magnus Lilledahl

Byggtegning

Nettverk av kollagenfibre i brusk som dekker leddflater lager en sterk struktur som motstår krefter som oppstår når vi går, løper og hopper. Sykdommer kan føre til endringer i dette nettverket. Slike detaljerte bilder gir innsikt i sykdomsprosesser, og kan brukes som "byggetegninger" når man prøver å gjenskape brusk med stamceller.
Foto: Magnus Lilledahl

Epleskog. Foto: Magnus Lilledahl

Epleskog

Brusk som dekker leddflatene er utsatt for store krefter. Kollagenfibrene (grønne) må derfor være sterkt forankret. I bildet er leddflaten under nedre kant og "røttene" til kollagenfibrene ser ut som trekroner der de fester seg i den underliggende strukturen. De røde "eplene" er celler som vedlikeholder brusken med ny kollagen når den blir slitt.
Foto: Magnus Lilledahl
 

Nonstop. Foto: Magnus Lilledahl

Nonstop

Dette er chondrocyter, cellene som vedlikeholder brusk i leddflatene. Bildet er egentlig tre bilder hvor hver farge er tatt i litt ulik dybde i vevet. Man kan se tydelig at cellene bor i små grupper, og slik 3D-informasjon om strukturen er viktig for å forstå hvordan cellene "snakker sammen" og styrer hverandres aktivitet ved å sende beskjeder (molekyler) til hverandre.
Foto: Magnus Lilledahl