3D-Laserscan des Auges
Neues Mikroskopieverfahren macht Zellstrukturen schneller sichtbar.
Forscher um Oliver Stachs, Leiter der AG Experimentelle Augenheilkunde der Universitätsmedizin Rostock, und Heinrich Stolz von der Universität Rostock haben ein dreidimensionales laserbasiertes Mikroskopieverfahren entwickelt, mit dem sich Zellstrukturen des Auges um Größenordnungen perspektivisch schneller darstellen lassen. Das fächerübergreifende Team, das wissenschaftliche Expertise aus der Medizin, der Biologie und der Physik einbringt, setzt sich aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Interdisziplinären Fakultät, des Rostocker Institutes für Physik sowie der Universitätsmedizin Rostock zusammen. Mit dem zum Patent angemeldeten Verfahren der Biophotonik können neuartige Mikroskopie-Methoden zunächst an Zell- und Tiermodellen erprobt und im Anschluss in die klinisch-experimentelle Anwendung überführt werden.
Das herkömmliche Verfahren zur Untersuchung von Zellen der Hornhaut im Auge wurde bereits vor zwanzig Jahren in Rostock von Joachim Stave entwickelt. Inzwischen klinisch etabliert ist es jedoch vergleichsweise langsam, so dass aufwendige Bildkorrekturen der mikroskopischen Aufnahmen notwendig seien, so Karsten Sperlich, der an der Augenklinik der Rostocker Universitätsmedizin tätig ist. Die Patentidee erlaubt dank einer intelligenten Scantechnologie Gewebeschichten in höchster Auflösung in Bruchteilen einer Sekunde abzubilden.
Die neue Methode nutzt bewusst erzeugte Farbfehler einer speziell entworfenen Optik in Verbindung mit einem Laser, der seine Wellenlänge periodisch ändert, um die Fokustiefe beim Mikroskopieren zu verändern. Im Gegensatz zum konventionellen Laserscanning-Mikroskop kann nun vollständig auf langsame mechanische Verschiebeelemente zur Fokuspositionierung verzichtet werden. Die neue Technik ist dadurch so schnell, dass sie erstmals die Aufnahme eines Volumenausschnitts der Hornhaut des Auges mit voller Tiefenausdehnung in etwas weniger als einer Sekunde ermöglicht.
Diese neue Methode erlaubt auch eine besonders schnelle Darstellung optischer Schnitte durch die Hornhaut. So können Zellstrukturen im Auge, insbesondere von Epithelzellen und Nerven, erstmals ohne Bewegungsartefakte in Echtzeit dargestellt werden. Die Patentanmeldung legt damit die Grundlagen für eine hochauflösende quantitative Mikroskopie der Hornhaut, die großes Potenzial für eine verbesserte Diagnostik von Oberflächenerkrankungen des Auges besitzt. Eine Translation der Technologie beispielsweise in andere medizinische Fachgebiete wie der Dermatologie oder Gynäkologie erscheint möglich.
Der Patentantrag für das neue Verfahren wurde durch die Universität Rostock mit den Erfindern Karsten Sperlich und Sebastian Bohn sowie Heinrich Stolz, Rudolf F. Guthoff und Oliver Stachs gestellt. „Die Arbeit mit dem Titel „Chromatisches Swept-Source Laserscanning für eine konfokale 3D-Spaltlampenmikroskopie der Kornea“ besitzt großes Potenzial und zeigt einmal mehr, dass in Mecklenburg-Vorpommern Spitzenforschung betrieben wird, die auch über Landesgrenzen hinaus Anerkennung findet“, sagt Lars Worm, Patentingenieur für die Universität Rostock Service Gesellschaft.
U. Rostock / JOL
