Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschungsteam wandert in 3D durch Blutgefäße

25.10.2018

Wer will, kann jetzt zwischen den feinsten Blutgefäßen der Milz wandern – eine Kooperation der Marburger Hochschulmedizin mit Informatikern der Universität Bayreuth macht‘s möglich: Die Forschungsgruppe erzeugte dreidimensionale Modelle der Blutgefäße, die man mithilfe von „Virtual-Reality“-Brillen erkunden kann. Dadurch fand das Team heraus, wie das Geflecht der Milzgefäße bei Menschen im Detail strukturiert ist. Die Forscherinnen und Forscher berichten über ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Scientific Reports“.

Die Milz hilft unter anderem, Fremdkörper, Krankheitserreger und überalterte rote und weiße Blutkörperchen aus dem Körper zu entfernen. Hierfür verfügt die Milz als einziges Organ des Menschen über ein offenes Kreislaufsystem: Darin tritt das Blut aus offenen Enden von Haargefäßen aus; anschließend bewegt es sich frei im Bindegewebe, bis es sich wieder in venösen Gefäßen sammelt.


So schaut die Milz von innen aus: Die 3D-Darstellung zeigt Blutgefäße des Organs, die durch Immunfärbung sichtbar gemacht sind. Ein arterielles Gefäß (rot) zweigt sich in verschiedene Äste auf, die in ein Netzwerk von feinsten Haargefäßen (Kapillaren, gelb) übergehen. Die Kapillaren sind an ihrem Beginn von Hülsen (grün) umgeben. Hülsen ohne Kontakt zu arteriellen Gefäßen im untersuchten Ausschnitt sind blau dargestellt.

(Bild: Oleg Lobachev / Universität Bayreuth; die Abbildung darf nur im Zusammenhang mit der Berichterstattung über die zugehörige wissenschaftliche Veröffentlichung verwendet werden.)

„Beim Menschen und den meisten Wirbeltieren besitzen die Anfänge der Haargefäße besondere Wandstrukturen, welche die Gefäße ummanteln, sogenannte Kapillarhülsen“, erklärt Professorin Dr. Birte Steiniger von der Philipps-Universität Marburg, die Erstautorin der wissenschaftlichen Publikation.

Eine Ausnahme bilden ausgerechnet Nager wie Ratten oder Mäuse, die am häufigsten herhalten müssen, wenn Krankheiten im Tiermodell untersucht werden. „Die Dominanz mäusebasierter Forschung hat zu einer weitgehenden Vernachlässigung von Kapillarhülsen in der Milz geführt“, sagt Steiniger, die seit langem daran arbeitet, das Blutgefäßsystem des Organs neu zu kartieren.

Um die Kapillarhülsen exakt lokalisieren zu können, tat sich die Medizinerin mit Informatikern um Professor Dr. Michael Guthe und seinem Mitarbeiter Dr. Oleg Lobachev von der Universität Bayreuth zusammen.

Gemeinsam entwickelte das Team ein Verfahren, um die Blutgefäße dreidimensional abzubilden. Hierfür fertigen Steiniger und ihre Arbeitsgruppe Serienschnitte des Gewebes an, in denen sie charakteristische Strukturen anfärben und somit sichtbar machen, zum Beispiel Gefäßwände. Eine selbst entwickelte Software verarbeitet die Gewebeschnitte zu einem dreidimensionalen Modell.

„Das Besondere ist, dass wir das 3D-Modell der Milzgefäße mit einer speziellen ‚Virtual-Reality‘-Brille ansehen können, wie man sie von Computerspielen kennt“, erläutert Koautor Lobachev. Gleichzeitig lassen sich die originalen, gefärbten Gewebeschnitte einblenden, aus denen das Modell entstanden ist. „Der Betrachter bewegt sich also in einem virtuellen Raum durch das Modell“, ergänzt Steinigers Mitarbeiterin Dr. Verena Wilhelmi, die ebenfalls an der Veröffentlichung mitwirkte.

Die aktuelle Publikation ist Ergebnis eines langfristigen Projekts, in dem sich Steiniger und ihre Arbeitsgruppe seit über 20 Jahren der mikroskopischen Anatomie der menschlichen Milz widmen. Durch die neuen technischen Möglichkeiten fanden die Marburger Wissenschaftlerinnen jetzt heraus, dass die Milzkapillaren erheblich komplizierter und vielgestaltiger gebaut sind, als die anatomischen Lehrbücher dies derzeit darstellen.

Insbesondere sind die Kapillarhülsen um einiges länger als bislang gedacht – „die meisten waren nicht einmal vollständig in unseren Schnittserien enthalten“, legt Steiniger dar. Bedenke man die Bedeutung der Milz für das menschliche Immunsystem, so verdienten ihre ummantelten Kapillaren, noch detailgenauer untersucht zu werden, konstatiert das Autorenteam.

Originalveröffentlichung: Birte S. Steiniger & al.: Locating human splenic capillary sheaths in virtual reality, Scientific Reports, 24. Oktober 2018, URL:http://www.nature.com/articles/s41598-018-34105-3, https://rdcu.be/9XVE

Originaldaten für die Darstellung als „Virtual Reality“: https://doi.org/10.5281/zenodo.1229434

Weitere Informationen:
Ansprechpartner:
Professorin Dr. Birte S. Steiniger,
Institut für Anatomie und Zellbiologie der Philipps-Universität Marburg
Tel.: 06421 28-64071
E-Mail: steinigb@staff.uni-marburg.de

Professor Dr. Michael Guthe,
Lehrstuhl für Angewandte Informatik V der Universität Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 / 55-7600
E-Mail: michael.guthe@uni-bayreuth.de

Privatdozent Dr. Oleg Lobachev,
Lehrstuhl für Angewandte Informatik V der Universität Bayreuth
E-Mail: oleg.lobachev@uni-bayreuth.de

Pressemitteilung der Universität Bayreuth zur bisherigen Zusammenarbeit inkl. Videomaterial: https://idw-online.de/de/news?print=1&id=689811

Johannes Scholten | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Fraunhofer IPT und Partner setzen Standards für Augmented-Reality-Anwendungen in der Produktion
04.08.2020 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Projekt Applikationszentrum V/AR stellt vergleichende Messung von VR-Trackingsystemen vor
04.08.2020 | Virtual Dimension Center Fellbach w. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics