Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entwickeln „Arthrose-Scanner“: Gelenkverschleiß erkennen, bevor der Schmerz beginnt

04.09.2017

Mit einem Infrarot-Sensor wollen Forscher um den Ulmer Chemiker Prof. Boris Mizaikoff degenerative Veränderungen des Knorpels erkennen, bevor eine schmerzhafte Arthrose entsteht. Der Sensor soll im Zuge der minimal-invasiven Gelenkspiegelung eingesetzt werden. Nun wurde bekannt, dass das Projekt MIRACLE, an dem 13 europäische Partner aus Forschung und Industrie beteiligt sind, im Zuge des EU-Rahmenprogramms Horizont 2020 mit insgesamt 6,1 Millionen Euro gefördert wird. In etwas mehr als drei Jahren soll der "Arthrose-Scanner" bereits marktreif sein.

Arthrose ist eine „Volkskrankheit“: Vor allem im fortgeschrittenen Lebensalter leiden zahlreiche Frauen und Männer an schmerzhaften Verschleißerscheinungen der Gelenke. Um den Knorpelabrieb einzudämmen und das betroffene Gelenk möglichst lange zu erhalten, ist eine frühzeitige Diagnose hilfreich.


Prof. Boris Mizaikoff leitet das Institut für Analytische und Bioanalytische Chemie der Universität Ulm

Foto: privat

Forscher um Professor Boris Mizaikoff, Leiter des Ulmer Instituts für Analytische und Bioanalytische Chemie, arbeiten an einer Lösung: Ein Sensor im mittleren Infrarotbereich, der während eines chirurgischen Eingriffes eingesetzt wird, soll Knorpelveränderungen bereits feststellen, bevor eine Arthrose entsteht.

Dazu bündeln 13 europäische Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus sechs Ländern, koordiniert von der finnischen Universität Oulu, ihr Wissen. Im Zuge des EU-Rahmenprogramms Horizont 2020 für Forschung und Innovation wird das Projekt MIRACLE mit insgesamt über 6,1 Millionen Euro gefördert.

Anlaufschmerzen, Morgensteifigkeit und eine verminderte Belastbarkeit: Arthrose schränkt die Lebensqualität der meist älteren Patienten stark ein. Allerdings wird die Diagnose mittels bildgebender Verfahren oder Gelenkspiegelung oft erst gestellt, wenn der schützende Knorpel bereits stark abgetragen ist und womöglich schon die Gelenkflächen aufeinander reiben.

Dabei könnte ein Fortschreiten der Krankheit und letztlich der Ersatz des Gelenks in vielen Fällen verzögert werden, wenn Verletzungen des Knorpels frühzeitig erkannt und behandelt würden. Wissenschaftler um Professor Boris Mizaikoff entwickeln derzeit den Prototypen eines arthroskopischen Infrarot-Sensors, der krankhafte Knorpelveränderungen bereits aufspürt, bevor eine schmerzhafte Arthrose entsteht.

Der neuartige Sensor detektiert molekulare Veränderungen im Zuge der minimal-invasiven Gelenkspiegelung („Arthroskopie“) und könnte eine wesentliche Bereicherung für Patientenversorgung und Forschung sein: „Neben einer verbesserten unmittelbaren Diagnostik kann mithilfe dieser Messtechnik auch der Erfolg neuartiger Therapien überprüft werden“, erklärt Professor Mizaikoff.

Zudem erhoffen sich die Wissenschaftler ein besseres Verständnis der Krankheitsentstehung und -entwicklung. Das übergeordnete Ziel des Projekts MIRACLE ist eine personalisierte Krankenversorgung und letztlich eine geringere – auch finanzielle – Belastung des Gesundheitssystems. Denn in unserer alternden Gesellschaft wird die Diagnose Gelenkverschließ in Zukunft noch häufiger gestellt werden.

Die Ulmer Forscher bringen vor allem ihre Expertise im Bereich Infrarotspektroskopie und in der Miniaturisierung molekular-spezifischer Sensortechnologien ins Projekt MIRACLE ein. „Der neue Sensor basiert auf einer Serie abstimmbarer Quantenkaskadenlasern, einem integrierten Strahlkombinator, Infrarot- Lichtwellenleiterfasern, sowie einem Sensorelement, das im mittleren Infrarotbereich zur Spektroskopie und Bildgebung dient.

Eine Herausforderung ist die Integration all dieser Komponenten in ein hochkompaktes Format, das die tatsächliche Anwendung während des arthroskopischen Eingriffs erlaubt“, erklärt Professor Mizaikoff. Ein miniaturisierter Prototyp hat im Vorfeld des Projekts bereits überzeugt: In Meniskusproben konnten beispielsweise krankhafte Veränderungen, aber auch atherosklerotische Ablagerungen an der Blutgefäßinnenseite erfolgreich detektiert und klassifiziert werden.

Im Zuge einer Gelenkspiegelung dürfte MIRACLE für den Operateur einfach zu handhaben sein und akkurate Ergebnisse liefern, weshalb der Sensor möglichst schnell bis zur Marktreife entwickelt werden soll. „Nicht zuletzt aus diesem Grund gehören zahlreiche Partner aus der Industrie zum MIRACLE-Team, so dass zum Ende des Projektes ein marktreifer Prototyp vorgestellt werden kann“, betont Mizaikoff.

Von dem Vorhaben überzeugt sind auch die Gutachter der Europäischen Kommission: Sie bewerteten den Antrag mit der höchstmöglichen Punktzahl. Für zunächst 42 Monate wird das EU-Projekt MIRACLE („Mid-infrared arthroscopy innovative imaging system for real-time clinical in depth examination and diagnosis of degenerative joint diseases“) mit insgesamt fast 6 134 000 Euro gefördert, wovon rund 842 500 Euro den Ulmer Forschern zugutekommen.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Boris Mizaikoff, Tel.: 0731 50-22750, boris.mizailkoff@uni-ulm.de

Annika Bingmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Der Blick in die Lunge mit elektrischem Strom
04.09.2017 | Technische Universität Wien

nachricht AquaBeam: Sanfte Revolution in der Therapie der gutartigen Prostatavergrößerung
31.08.2017 | Asklepios Kliniken Hamburg GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Drehtür am Zellkern: Wie Shuttle-Proteine die Kernpore steuern

Kernporen sind winzige Kanäle, durch die Stoffe zwischen Zellkern und Zytoplasma transportiert werden. Das gängige Modell zur Regulierung dieses nuklearen Transports könnte nun durch eine neue Studie von Forschern der Universität Basel widerlegt worden sein. Die im «Journal of Cell Biology» veröffentlichte Studie zeigt, dass Shuttle-Proteine, sogenannte Importine, die Funktion der nuklearen Poren steuern. Bislang ging man vom Gegenteil aus und nahm an, dass die nuklearen Poren den Importin-Shuttle steuern würden.

Im Kern jeder Zelle befindet sich die Erbinformation. Geschützt werden diese von einer Membran, die den Kern umschliesst und die etliche Kernporen enthält....

Im Focus: Like a Revolving Door: How Shuttling Proteins Operate Nuclear Pores

Nuclear pore complexes are tiny channels where the exchange of substances between the cell nucleus and the cytoplasm takes place. Scientists at the University of Basel report on startling new research that might overturn established models of nuclear transport regulation. Their study published in the Journal of Cell Biology reveals how shuttling proteins known as importins control the function of nuclear pores – as opposed to the view that nuclear pores control the shuttling of importins.

Genetic information is protected in the cell nucleus by a membrane that contains numerous nuclear pores. These pores facilitate the traffic of proteins known...

Im Focus: Bit data goes anti-skyrmions

Today’s world, rapidly changing because of “big data”, is encapsulated in trillions of tiny magnetic objects – magnetic bits – each of which stores one bit of data in magnetic disk drives. A group of scientists from the Max Planck Institutes in Halle and Dresden have discovered a new kind of magnetic nano-object in a novel material that could serve as a magnetic bit with cloaking properties to make a magnetic disk drive with no moving parts – a Racetrack Memory – a reality in the near future.

Most digital data is stored in the cloud as magnetic bits within massive numbers of magnetic disk drives. Over the past several decades these magnetic bits...

Im Focus: Lebenslange Implantate - Vision und Wirklichkeit

Die Fraunhofer-Institute FEP und IWU bündeln ihre Kompetenzen, um eine neue Generation von Implantaten weiter voran zu treiben.

Täglich werden in Krankenhäusern und Zahnarztpraxen routinemäßig Implantate eingesetzt. Sie sind technisch ausgereift und unterstützen den Menschen in...

Im Focus: Life-long implants – vision and state of the art

Fraunhofer Institutes FEP and IWU have merged their expertise in order to advance a new generation of medical implants.

Implants are routinely employed in hospitals and dental practices daily. They are technologically mature and offer support for people in many different ways....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Proteinexperten treffen sich in Halle

04.09.2017 | Veranstaltungen

Neue Therapie bei Grünem Star: Mini-Implantate verhindern Erblindung

04.09.2017 | Veranstaltungen

AMAA Konferenz beleuchtet die Transformation des Automobils

04.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kann der Ozean aufatmen? - Ungewöhnlich hohe Sauerstoffaufnahme in der Labrador-See gemessen

04.09.2017 | Geowissenschaften

Max Planck School of Photonics: Nationales Exzellenznetzwerk für Photonikforschung ausgewählt

04.09.2017 | Bildung Wissenschaft

FKIE-Forscher zeigen akute Bedrohungslage durch Hardware-Trojaner auf

04.09.2017 | Informationstechnologie