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Bei der Piezochirurgie werden Ultraschallwellen verwendet, um Gewebe durch thermische Phänomene und Kavitation zu zerstören. Dabei handelt es sich um eine nicht-selektive Gewebsbehandlung. Wenn verschiedene Zelltypen des Weichgewebes ein unterschiedliches Resonanzverhalten zeigten, wäre eine selektive Ablation denkbar. Es wird postuliert, dass die Dignität einer Zelle aufgrund ihrer Steifigkeit ermittelt werden kann. In unseren Untersuchungen konnten wir erstmals mechanische Zelleigenschaften von Plattenepithelkarzinomzellen (PE-CA) mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) in Echtzeit untersuchen und diese mit zellbiologischen Eigenschaften korrelieren.

Mittels AFM wurden Steifigkeitsmessung und eine ortsaufgelöste Zellcharakterisierung von Tumorzellen (UD-1) durchgeführt und mit der Dichte der Zellkompartimente via life imaging korreliert. In einem weiteren Schritt wurde ein Ultraschallapplikator definierten Bedingungen über einem PE-CA Zellrasen positioniert und die Veränderungen während der Ultraschallbehandlung dokumentiert.

Es zeigten sich verschiedene Steifigkeiten innerhalb des Tumorzellverbandes, welche sich am ehesten in Bezug auf Kernmorphologie und Zytoskelett einordnen ließen. Wir konnten bezüglich der Ultraschallanwendung eine maximale Amplitude definieren, bis zu der Zellveränderungen ausschließlich durch Ultraschallanregung entstehen. Nach Behandlung eines intakten Zellrasens mit fokussiertem Ultraschall konnten Veränderungen streng im behandelten Bereich unter Aussparung der umliegenden Gebiete beobachtet werden.

Das AFM eignet sich zur Bestimmung der individuellen Zellsteifigkeit mit einer sehr hohen Ortsauflösung. Die ermittelten Daten könnten die Grundlage für Behandlungsmodalitäten sein, die zu einer superselektiven Schädigung maligner Zellen führen.

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.