FAU-Forscher erhalten EU-Förderung

Entwicklung eines neuartigen Röntgenmikroskops

Wenn die Knochen im Alter leichter brechen, steckt dahinter oft Osteoporose. Allerdings ist immer noch nicht ausreichend verstanden, wie die Krankheit entsteht und abläuft. Um dem Abhilfe zu schaffen und raschere Therapieerfolge zu ermöglichen, entwickelt ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ein neues bildgebendes Verfahren.

Entwicklung eines neuen Röntgenmikroskopiegeräts

Haben einen ERC-Grant für die Entwicklung eines neuen Röntgenmikroskopiegeräts bekommen: (v.l.) Prof. Andreas Maier, Lehrstuhl für Informatik 5 der FAU, Prof. Silke Christiansen vom HZB, und Prof. Georg Schett, Direktor der Medizinischen Klinik 3. | HZB

Mit dem neuen Gerät soll erstmals Röntgenmikroskopie am lebenden Menschen ermöglicht werden. Der Europäische Forscherrat (ERC) fördert das Projekt von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und des Helmholtz-Zentrums für Materialien und Energie in Berlin (HZB) mit einem ERC-Synergy-Grant in Höhe von 12,3 Millionen Euro.

Osteoporose nimmt zu

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.

Prof. Lorenz Hofbauer und Schwester Sonja Beutel

Das an der Medizinischen Klinik III des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden angesiedelte Osteoporosezentrum versorgt jedes Jahr rund 500 Patienten, die bereits im Alter zwischen 20 und 50 Jahren an Knochenschwund erkranken.

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Untersuchungen in mehreren Größenordnungen

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

Dynamische Prozesse beobachten

„Damit wird es möglich, Auswirkungen von Alter, Hormonstatus, Entzündungsprozessen, Medikamenten oder anderen Therapieansätzen auf den Knochen zu beurteilen“, sagt Prof. 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.

Quelle: idw/Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg