Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lunge eines Säugetiers erstmals hochpräzise in 3D abgebildet

05.10.2012
Ein internationales Forscherteam mit Berner Beteiligung hat erstmals ein detailliertes 3D-Modell einer Mäuse-Lunge erstellt.
Die Lunge von Mäusen ist in ihrer Struktur und Funktion der menschlichen Lunge sehr ähnlich. Das neue Computer-Modell soll helfen, Lungenkrankheiten besser zu verstehen.

In bisher unerreichter Präzision wurde erstmals mittels hochauflösender Computertomographie die Lunge eines Säugetiers in 3D dargestellt – vor allem der kleinste Lungenbereich, wo die Verästelungen der Bronchien in den Lungenbläschen enden und der Gasaustausch mit dem Blut stattfindet: der sogenannte Acinus (lat. für «Traube»).

Dreidimensionale Rekonstruktion von drei «Lungentrauben» (Acini) der Mauslunge an den Endbronchien (grau), zusammen mit den Endästen der Lungenarterien (blau) und der Lungenvenen (rot).

Bild: Dr. Dragos Vasilescu, University of Iowa

An diesen Lungenbereichen war das internationale Forscherteam mit Beteiligung des Instituts für Anatomie der Universität Bern besonders interessiert: «Wir wissen zwar schon viel über diese mikroskopisch kleine Region, verstehen aber nicht, wie inhalierte Gase und Fremdstoffe in die Lungenperipherie gelangen, sich dort verteilen und mit den feinen Blutgefässen interagieren», sagt Ewald Weibel, emeritierter Professor am Institut für Anatomie und Ko-Leiter des Projekts.

Das 3D-Modell eines Acinus hilft nun Forschenden zu verstehen, wie und wo Lungenkrankheiten entstehen, und welche Rolle diese «Lungentrauben» etwa bei der Verteilung von medizinischen Inhaltsstoffen durch Inhalation spielen. Erste Untersuchungsergebnisse und das präzise Modell wurden nun in den «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS) publiziert.

Berner Pionierarbeit trifft auf modernste Technologie
Seit Jahrzehnten forscht Ewald Weibel auf dem Gebiet der Lungenanatomie – auch nach seiner Emeritierung vor 18 Jahren. Seine Pionierarbeit hat das eben publizierte Modell erst ermöglicht: So dienten frühere Untersuchungen des Instituts für Anatomie an Acini von Mäuse-Lungen mittels Elektronenmikroskopie als Vergleichs-Basis für die jetzigen computertomographischen Messungen.

Mit den neuen Methoden konnten die Forschenden jetzt Gruppen von Acini ausmessen, die Anzahl solcher «Lungentrauben» für jede Mäuse-Lunge schätzen und sogar die darin enthaltenen Lungenbläschen zählen und deren Oberflächenausdehnung ermitteln.

Das Ergebnis ist nun eine bewegliche, lebensechte dreidimensionale Ansicht auf dem Bildschirm, die jedes Detail im Bereich des Acinus abbildet – die Anordnung der Lungenbläschen wie auch die Verteilung der Blutgefässe.

Dank der heutigen Möglichkeiten der bildgebenden Verfahren und Berechnungen kann das Modell auch aufzeigen, wie die einzelnen Lungen-Teile untereinander funktionieren. Dies eröffnet den Forschenden neue Möglichkeiten, um die Lungenstruktur zu untersuchen. Als nächstes will das Forscher-Team mit Gruppen in den USA, Bern und Deutschland die neuen Methoden nutzen, um schliesslich auch für die menschliche Lunge ähnliche Modelle zu erstellen.

Bibliopgraphische Angaben
Dragoº M. Vasilescu, Zhiyun Gao, Punam K. Saha, Leilei Yin, Ge Wang, Beatrice Haefeli-Bleuer, Matthias Ochs, Ewald R. Weibel, and Eric A. Hoffman: Assessment of morphometry of pulmonary acini in mouse lungs by nondestructive imaging using multiscale microcomputed tomography, PNAS 2012; published ahead of print October 1, 2012, doi:10.1073/pnas.1215112109

Nathalie Matter | Universität Bern
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch
http://www.kommunikation.unibe.ch/content/medien/medienmitteilungen/news/2012/3dlungenmodell/index_ger.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mikroben hinterlassen "Fingerabdrücke" auf Mars-Gestein
17.10.2017 | Universität Wien

nachricht Partnervermittlung mit Konsequenzen
17.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mikroben hinterlassen "Fingerabdrücke" auf Mars-Gestein

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vorhersagen bestätigt: Schwere Elemente bei Neutronensternverschmelzungen nachgewiesen

17.10.2017 | Physik Astronomie

Kaiserschnitt-Risiko ist vererbbar

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie