Forscher wollen völlig neue Art der Operationsmikroskopie entwickeln

31.08.2010 - Deutschland

Hirnchirurgen sollen so künftig während des Eingriffs gesundes von krankhaftem Gewebe genau unterscheiden können: Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 1,2 Millionen Euro geförderten Projektes wollen Wissenschaftler des Universitätsklinikuzms sowie der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus in Zusammenarbeit mit fünf weiteren Forschungseinrichtungen in Deutschland ein neues Mikroskopier-Verfahren für die Medizin nutzbar machen. Mit dem CARS-Verfahren soll weltweit erstmals eine optische molekulare Bildgebung live während einer Operation möglich werden. CARS steht für „Coherent Antistokes Raman Spektroskopie“ und erlaubt das Klassifizieren von Geweben bis hin zu einzelnen Zellen ohne Kontrastmittel und ohne biochemische Marker allein auf Grundlage der molekularen und biochemischen Zusammensetzung der Zellen. Was bisher an Proben außerhalb des Körpers zum Einsatz kam, soll durch die Dresdner Forschungen beispielsweise Hirnchirurgen ein genaues Identifizieren von Tumorgewebe und -zellen in Echtzeit während des Eingriffs ermöglichen. Das verspricht eine optimierte Therapie, deutlich verbesserte Prognosen für die Patienten sowie die Einsparung von Kosten. Schließlich wird dieses Verfahren auch in der Histopathologie zu einer schnelleren Bewertung des Gewebes führen und zugleich Kontrastmittel überflüssig machen.

Ein grundlegendes Problem vieler chirurgischer Eingriffe ist die schwierige oder fehlende visuelle Abgrenzbarkeit erkrankter von normalen Arealen. Dies ist besonders in der Neurochirurgie von großer Bedeutung. Vor allem nahe an morphologisch-funktionellen Zentren des Gehirns besteht ein derzeit nicht befriedigend gelöster Diagnosebedarf. Herkömmliche Methoden setzen die Kryopräparation (Gewebe wird eingefroren und in hauchdünne Scheiben zerschnitten) in Kombination mit speziellen Färbungstechniken voraus, mit denen eine schnelle, schadenfreie und während der OP im betroffenen Gewebe selbst vorgenommene Gewebeanalyse nicht möglich ist. In vielen Fällen lässt sich deshalb keine genaue operationsbegleitende, auf histologischen Befunden basierende Klassifizierung zum Beispiel eines Tumors vornehmen. Zudem können mit histologischen Untersuchungen nur einzelne, wenige Gewebeabschnitte untersucht werden. Vor allem fehlt allen bisherigen diagnostischen Verfahren die zeitlich funktionelle Bildinformation.

„Die CARS-Mikroskopie erlaubt hier einzigartige neue Lösungsansätze“, unterstreicht Privat-Dozent Dr. Matthias Kirsch, Oberarzt der Klinik für Neurochirurgie und Mitarbeiter des Projektes. Sie verspricht die markierungsfreie Darstellung von morphologischen Details bis zur zellulären und molekularen Auflösung sowie biochemischer Merkmale. Schaffen es die Dresdner Wissenschaftler, diese Technik für die Medizin wie gewünscht nutzbar zu machen, entsteht erstmalig die Möglichkeit, Untersuchungen an Zellen und Geweben im Körper und während des Eingriffs durchzuführen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Methode liegt in der sehr schnellen Aufnahme spektraler Bilder. „Diese Merkmale ermöglichen eine detailreiche Darstellung des Gewebes“, erläutert Privat-Dozent Dr. Gerald Steiner vom Bereich „Klinisches Sensoring und Monitoring“. „Daraus resultieren eine vermehrte Informationsdichte und ein erhöhter Detailreichtum, was die Untersuchungen beschleunigen und die Sicherheit der Behandlung verbessern wird.“

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