Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Simulationen sollen genaue Ursachen für Glaukome ergründen

29.01.2009
Mit unseren Augen nehmen wir die Welt in all ihren Formen und Farben wahr. Doch unser Augenlicht ist vergänglich.

Verschiedene Erkrankungen können unseren Sehsinn schwächen oder sogar zur Erblindung führen. Die weltweit zweithäufigste Ursache für Erblindung ist das Glaukom, fälschlicherweise auch oft als Grüner Star bezeichnet.

Dr. Rafael Grytz hat für seine Dissertation am Institut für Konstruktiven Ingenieurbau erstmals Computersimulationen entwickelt, die wirklichkeitsnah die biomechanische Beanspruchung der Gewebestrukturen des Auges auf unterschiedlichen Längenskalen darstellen können. Die Methode soll helfen, die Krankheit besser zu verstehen.

Für seine Leistungen im Promotionsverfahren erhielt Rafael Grytz das seltene Prädikat "mit Auszeichnung".

Angriff auf die Nervenzellen

Ein Glaukom führt zu einer Schädigung und zum Verlust von Nervenzellen und Nervenfasern der Netzhaut. Nicht alle Informationen, die das Auge aufnimmt, können so an das Gehirn weitergegeben werden. Das Gesichtsfeld des Patienten wird eingeschränkt. Die Schäden sind irreparabel; eine medizinische Behandlung kann nur das Fortschreiten der Krankheit verhindern und die verbliebene Sehkraft retten. In den meisten Fällen ist ein überhöhter Augeninnendruck charakteristisch für die Krankheit. Es gibt außerdem Hinweise darauf, dass die optischen Nervenfasern im Bereich der Lamina cribrosa, dem Austrittsort der Sehnerven aus dem Auge, geschädigt werden. Warum das so ist und wie das in Zusammenhang mit dem Augeninnendruck steht, ist noch nicht geklärt.

Simulation auf allen Ebenen

Um diese Fragen zu beantworten, muss man einen Schritt weiter gehen, als die medizinische Forschung es bisher tut, sagt Rafael Grytz. Dort werden - auch in Computersimulationen - bislang nur die Makrostrukturen des Auges untersucht. Doch die Mechanismen, die das Krankheitsbild Glaukom charakterisieren, laufen auf verschiedenen Längenskalen des Auges ab. Also müssen auch die mechanische Beanspruchung der Mikro-Strukturen (einzelne Nervenzellen und Kollagenfasern rund um die Lamina cribrosa) und der Meso-Ebene (Geflecht von Kollagenfasern) betrachtet werden, um zum Beispiel einen Zusammenhang zwischen einem überhöhten Augeninnendruck und der Schädigung der Nervenfasern in der Lamina cribrosa zu verstehen. Die Computersimulationen, die Rafael Grytz für seine Dissertation entwickelt hat, leisten erstmals genau das und eröffnen der medizinischen Forschung so eine ganz neue Sichtweise - mit ingenieurwissenschaftlichem Einschlag.

Auf dem Weg in die USA

Zufälle passieren auch in der Wissenschaft: Während Grytz die biomechanischen Prozesse auf den verschiedenen Längenskalen mit seinen Simulationen theoretisch beschrieb, arbeiteten Wissenschaftler in Portland, USA, experimentell an genau diesem Ansatz. Die US-Forscher wurden via Internet auf Grytz aufmerksam und haben ihn in ihre Forschungsgruppe eingeladen. Im Frühjahr wird Rafael Grytz für mindestens zwei Jahre in Portland forschen und freut sich schon, seine Arbeit nun auch einmal experimentell betrachten zu können.

Titelaufnahme

Grytz, Rafael: Computational Modeling and Remodeling of Human Eye Tissues as Biomechanical Structures at Multiple Scales, Dissertation an der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der Ruhr-Universität Bochum, erschienen 2009. Die Arbeit finden Sie online unter: http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/GrytzRafael/diss.pdf

Weitere Informationen

Rafael Grytz, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Statik und Dynamik, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau an der RUB, Tel.: 0234 - 32 29 058, Homepage des Lehrstuhls: http://www.sd.ruhr-uni-bochum.de

Redaktion: Sarah Ziegler

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.sd.ruhr-uni-bochum.de
http://www-brs.ub.ruhr-uni-bochum.de/netahtml/HSS/Diss/GrytzRafael/diss.pdf

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Forscher untersuchen Rolle der Zellmembran bei der Entstehung chronischer Krankheiten
10.12.2019 | Universität des Saarlandes

nachricht Wie erhöhte Blutfette Entzündungen auslösen und Nieren und Gefäße schädigen
10.12.2019 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Im Focus: Highly charged ion paves the way towards new physics

In a joint experimental and theoretical work performed at the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear Physics, an international team of physicists detected for the first time an orbital crossing in the highly charged ion Pr⁹⁺. Optical spectra were recorded employing an electron beam ion trap and analysed with the aid of atomic structure calculations. A proposed nHz-wide transition has been identified and its energy was determined with high precision. Theory predicts a very high sensitivity to new physics and extremely low susceptibility to external perturbations for this “clock line” making it a unique candidate for proposed precision studies.

Laser spectroscopy of neutral atoms and singly charged ions has reached astonishing precision by merit of a chain of technological advances during the past...

Im Focus: Ultrafast stimulated emission microscopy of single nanocrystals in Science

The ability to investigate the dynamics of single particle at the nano-scale and femtosecond level remained an unfathomed dream for years. It was not until the dawn of the 21st century that nanotechnology and femtoscience gradually merged together and the first ultrafast microscopy of individual quantum dots (QDs) and molecules was accomplished.

Ultrafast microscopy studies entirely rely on detecting nanoparticles or single molecules with luminescence techniques, which require efficient emitters to...

Im Focus: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Im Focus: How to induce magnetism in graphene

Graphene, a two-dimensional structure made of carbon, is a material with excellent mechanical, electronic and optical properties. However, it did not seem suitable for magnetic applications. Together with international partners, Empa researchers have now succeeded in synthesizing a unique nanographene predicted in the 1970s, which conclusively demonstrates that carbon in very specific forms has magnetic properties that could permit future spintronic applications. The results have just been published in the renowned journal Nature Nanotechnology.

Depending on the shape and orientation of their edges, graphene nanostructures (also known as nanographenes) can have very different properties – for example,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

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

Kein Seemannsgarn: Hochseeschifffahrt soll schadstoffärmer werden

11.12.2019 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Vernetzte Produktion in Echtzeit: Deutsch-schwedisches Testbed geht in die zweite Phase

11.12.2019 | Informationstechnologie

Verbesserte Architekturgläser durch Plasmabehandlung – Reinigung, Vorbehandlung & Haftungssteigerung

11.12.2019 | Architektur Bauwesen

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