Faserbasierte Spektroskopie von Gefäßerkrankungen
Ablagerungen an Gefäßwänden können individuell in ihrer biochemischen Zusammensetzung analysiert werden.
Wissenschaftler vom Institut für Photonische Technologien (IPHT) erforschen ein Verfahren zur spektroskopischen Charakterisierung der biochemischen Zusammensetzung arteriosklerotischer Plaques in Gefäßen. Mit neuesten spektroskopischen Verfahren und modernster Fasertechnologie könnten Patienten zukünftig schonend auf biochemische Veränderungen von Gefäßwänden untersucht werden. Dies stellt einen wichtigen Beitrag zur individuellen Behandlung von Ablagerungen in Gefäßen dar.
Abb.: Querschnitt einer Aorta, aufgenommen mit einem laserspektroskopischen Verfahren. Verschiedene Ablagerungen können in unterschiedlicher Farbe sichtbar gemacht werden. (Bild: IPHT)
Ob und wie Ablagerungen in Gefäßwänden, Plaques genannt, behandelt werden müssen, hängt von ihrer biochemischen Zusammensetzung ab. So müssen zum Beispiel stabile Plaques nicht zwingend versorgt werden. Deshalb ist es wichtig, für jeden Patienten individuell festzustellen, welche Art der Ablagerung bei ihm vorliegt, ob es sich z. B. um Cholesterin, Fettsäuren und Kalk handelt. Heutige klinische Methoden liefern morphologische Informationen, jedoch bleibt die biochemische Zusammensetzung der einzelnen Plaques unbekannt.
Diese diagnostische Lücke wollen Christian Matthäus, Christoph Krafft und Sebastian Dochow aus der Forschungsabteilung von Jürgen Popp zusammen mit der Fasertechnologiegruppe des IPHT sowie dem Kardiologen Bernhard Brehm vom Universitätsklinikum Jena und Katholischen Klinikum Koblenz schließen. Die Wissenschaftler forschen an einer faser-spektroskopischen Raman-Sonde. „Ziel ist es, eine Sonde zu entwickeln, welche minimal invasiv, also mit möglichst wenig Belastungen für den Patienten, einsetzbar ist. Der auf einer sehr dünnen Glasfaser basierende Messkopf muss sehr flexibel sein, so dass er direkt in die Arterien eingeführt werden kann“, so Matthäus. Hierbei kommt die materialwissenschaftliche und technologische Expertise des IPHT zur Herstellung optischer Spezialfasern zum Tragen.
Die Detektion der biochemischen Zusammensetzung der arteriosklerotischen Plaques erfolgt mit einem laserspektroskopischen Verfahren. Dieses liefert einen molekularen Fingerabdruck des untersuchten Gewebes und kann dabei krankhafte Veränderungen sichtbar machen und Ablagerungen wie Cholesterin oder Kalk problemlos identifizieren. Das Verfahren wurde bereits erfolgreich in Modellversuchen getestet. Momentan arbeiten die IPHT-Wissenschaftler zusammen mit Bernhard Brehm an der weiteren Miniaturisierung und Optimierung des Messsystems. Durch die Verknüpfung der Themenschwerpunkte „Biophotonik“ und „Faseroptik“ kann das IPHT neuartige wissenschaftliche und technische Lösungen auf wichtigen Gebieten wie der Chemo- und Bioanalytik oder der biomedizinischen Diagnostik intensiv erforschen und entwickeln, die zu einer individualisierten Behandlung von Arteriosklerose beitragen.
IPHT / DE
