24.10.2018

Den Menschen besser durchschauen

EU-Förderung für neues Röntgenmikroskop, das Knochenstruktur auf Mikro- und Nanoskala abbildet.

Weltweit nimmt die Zahl älterer und hoch­betagter Menschen zu, und damit auch die Anzahl von Patienten, die an Osteo­porose leiden. Allein in Europa sind dies etwa 27 Millionen. Die Knochen­krankheit beeinträchtigt die Lebens­qualität erheblich und führt zu hohen gesell­schaftlichen Kosten. Um bessere Therapie­erfolge zu ermöglichen, sind Methoden notwendig, um die Veränderung der Knochen­struktur im Laufe der Zeit, insbesondere an den Betroffenen selbst, tiefer­gehend zu analysieren. Diese Methoden stehen bisher aber nicht zur Verfügung, insbesondere solche nicht, die große, statistisch aussage­kräftige Studien erlauben.

Abb.: Haben einen ERC-Grant für die Entwicklung eines neuen Röntgen­mikroskops bekommen: (v.l.) Andreas Maier, Silke Christiansen und Georg Schett. (Bild: HZB)

Dies wollen Georg Schett, Direktor der Medizinischen Klinik 3 des Universitäts­klinikums Erlangen, und Andreas Maier, Lehr­stuhl für Informatik 5 der FAU, sowie Silke Christiansen vom HZB ändern. „Wir möchten das Wissen über Osteo­porose revolutionieren. Dafür müssen wir die Knochen­struktur und -anatomie besser verstehen“, sagt Schett.

Hierfür wollen die Forscher Knochen in verschiedenen Makro- und Nano­skalen genau unter­suchen und beobachten, wie sich die Struktur unter Belastung und durch die Einnahme von Medikamenten im Laufe der Zeit verändert. Letzteres ist nur am Individuum möglich. Hierfür planen sie ein schnell scannendes und niedrig dosiertes Röntgen­mikroskop zu entwickeln. Das Team modifiziert die Hard- und Soft­ware eines schon existierenden Geräte­typs der Firma Carl Zeiss Microscopy, indem es eine neue Hoch­leistungs­röntgen­quelle und einen ultra­schnellen Auslese­detektor sowie zur Daten­auswertung neueste maschinelle Lern­verfahren einsetzt.

„Damit wird es möglich, Auswirkungen von Alter, Hormon­status, Entzündungs­prozessen, Medikamenten oder anderen Therapie­ansätzen auf den Knochen zu beurteilen“, sagt Schett. Die Methode lässt sich jedoch auch jenseits der medizinischen Forschung einsetzen: Sie ermöglicht auch in Studien dynamische Prozesse, wie Korrosions­prozesse und Mikro­frakturen, in natürlichen und synthetischen Materialien zu beobachten und zu dokumentieren. Das Projekt unter dem Namen 4D+nanoSCOPE erhält dafür für die nächsten sechs Jahre eine Förderung von insgesamt 12,3 Millionen Euro durch den ERC.

FAU / DE

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