Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Moderne Mikroskopie-Technologie eröffnet neuartige Einblicke in die Feinstruktur der Arterienwand

27.02.2013
Erkrankungen der Arterienwand, wie zum Beispiel Atherosklerose, zählen zu den häufigsten Todesursachen in der westlichen Welt.

ForscherInnen der Karl-Franzens-Universität Graz, der TU Graz und der Medizinischen Universität Graz haben nun im Rahmen der gemeinsamen Initiative BioTechMed-Graz erstmals eine neuartige mikroskopische Technologie erfolgreich eingesetzt, um die Feinstruktur der menschlichen Arterienwand zu erforschen.


Ausschnitt aus einer menschlichen Aorta nach spezieller Präparation, die das Gewebe für die mikroskopische Untersuchung transparent macht

Foto: Dr. Andreas Schriefl


Feinstruktur der für die Festigkeit und Elastizität der Aortenwand verantwortlichen Kollagenfasern (in grün). In gesunden Arterien ist die parallele Ausrichtung für die mechanische Stabilität ausschlaggebend (oben). Diese Feinstruktur ist in einer erkrankten Aorta dramatisch gestört (unten). Das führt zum Verlust der Elastizität und kann im Extremfall auch zum Durchbruch der Aortenwand (Aneurisma) führen. Die dunklen Bereiche in der unteren Abbildung sind Fetteinlagerungen.

Foto: Dr. Heimo Wolinski

Ziel ist ein besseres Verständnis der Arterienwandmechanik sowie der lebensbedrohlichen Auswirkungen krankheitsbedingter struktureller Veränderungen. Die Forschungsergebnisse wurden im renommierten „Journal of the Royal Society Interface“ publiziert.

Das menschliche Herz schlägt rund 60 Mal in der Minute. Dabei werden insgesamt mehr als vier Liter Blut durch die Arterien gepumpt – 250 Liter in der Stunde, 6000 Liter am Tag, mehr als zwei Millionen Liter im Jahr. Rauchen, Überernährung, Bluthochdruck, Störungen im Fettstoffwechsel und andere Risikofaktoren führen zu pathologischen Veränderungen der Blutgefäße, die darüber hinaus im Alter zunehmend an Elastizität verlieren.

In enger Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Biomechanik der TU Graz, dem Institut für Pathologie der Medizinischen Universität Graz und dem Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz wurde nun zum ersten Mal die Feinstruktur der menschlichen Arterienwand mit einer neuen Mikroskopie-Technologie untersucht. Das ultramoderne Mikroskop am Institut für Molekulare Biowissenschaften erlaubt durch die sogenannte Multiphotonen-Mikroskopie die Untersuchung der Kollagenfasern, die für die Widerstandsfähigkeit der Arterienwand verantwortlich sind. Kollagen hat in vielen menschlichen Geweben – zum Beispiel auch der Haut – eine wichtige lasttragende Funktion.
Durch eine neu entwickelte, spezielle Probenpräparation, welche die bis zu 1,5 Millimeter starke Arterienwand durchsichtig macht, konnten die ForscherInnen die Fasern erstmals über die gesamte Dicke der Gefäßwand beobachten. Mittels einer eigens entwickelten Software wurde anschließend die dreidimensionale Ausrichtung der Kollagenfasern in der Arterienwand berechnet. Die so gewonnenen Informationen dienen als Grundlage für die computerunterstützte Simulation der biomechanischen Eigenschaften des arteriellen Gewebes. Diese Analysen ermöglichen ein besseres Verständnis der Arterienwandmechanik und der gefährlichen Auswirkungen struktureller Veränderungen als Folge von Krankheiten, wie zum Beispiel der Atherosklerose.

Dieses erfolgreiche Forschungsprojekt unterstreicht die Bedeutung der engen interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen der Karl-Franzens-Universität Graz, der TU Graz und der Medizinischen Universität Graz, die im strategischen Programm „BioTechMed“ ihre Kooperationen weiter ausbauen.

Publikation im „Journal of the Royal Society Interface“:
Schriefl AJ, Wolinski H, Regitnig P, Kohlwein SD, Holzapfel GA. An Automated Approach for 3D Quantification of Fibrillar Structures in Optically Cleared Soft Biological Tissues. J Roy Soc Interface, 10(80):20120760 (2013) in press).
Rückfragen:
Karl-Franzens-Universität Graz
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Sepp D. Kohlwein, Institut für Molekulare Biowissenschaften, Tel.: + 43 (0)316/380-5487, E-Mail: sepp.kohlwein@uni-graz.at
TU Graz
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Gerhard Holzapfel, Institut für Biomechanik, Tel.: + 43 (0)316/873-1625, E-Mail: holzapfel@tugraz.at
Medizinische Universität Graz
Ao.Univ.-Prof. Dr. Peter Regitnig, Institut für Pathologie, Tel.: + 43 (0)316/385-81629, E-Mail: peter.regitnig@medunigraz.at

Gudrun Pichler | Uni Graz
Weitere Informationen:
http://biotechmedgraz.at/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Neue Hoffnung für Leberkrebspatienten
24.03.2017 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

nachricht Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten
23.03.2017 | Deutsche Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin (DEGUM)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise