Arthrose-Scanner Gelenkverschleiß früher erkennen - medizin&technik - Ingenieurwissen für die Medizintechnik

Arthrose-Scanner

Gelenkverschleiß früher erkennen

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Prof. Boris Mizaikoff leitet das Institut für Analytische und Bioanalytische Chemie der Universität Ulm (Bild: privat)
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Mit einem Infrarot-Sensor wollen Forscher degenerative Veränderungen des Knorpels erkennen, bevor eine schmerzhafte Arthrose entsteht. Der Sensor soll im Zuge der minimal-invasiven Gelenkspiegelung eingesetzt werden und in drei Jahren marktreif sein.

Arthrose ist eine Volkskrankheit: Vor allem im fortgeschrittenen Lebensalter leiden zahlreiche Frauen und Männer an schmerzhaften Verschleißerscheinungen der Gelenke. Um den Knorpelabrieb einzudämmen und das betroffene Gelenk möglichst lange zu erhalten, ist eine frühzeitige Diagnose und Behandlung wichtig. Doch wird bisher die Diagnose mittels bildgebender Verfahren oder Gelenkspiegelung oft erst gestellt, wenn der schützende Knorpel bereits stark abgetragen ist und womöglich schon die Gelenkflächen aufeinander reiben.

Sensor für Arthroskopie

Forscher um Prof. Boris Mizaikoff, Leiter des Ulmer Instituts für Analytische und Bioanalytische Chemie, arbeiten an einer Lösung: Ein Sensor im mittleren Infrarotbereich, der während eines chirurgischen Eingriffes eingesetzt wird, soll krankhafte Knorpelveränderungen bereits aufspüren, bevor eine schmerzhafte Arthrose entsteht: Der neuartige Sensor detektiert molekulare Veränderungen im Zuge der minimal-invasiven Gelenkspiegelung („Arthroskopie“) und könnte eine wesentliche Bereicherung für Patientenversorgung und Forschung sein: „Neben einer verbesserten unmittelbaren Diagnostik kann mithilfe dieser Messtechnik auch der Erfolg neuartiger Therapien überprüft werden“, erklärt Professor Mizaikoff. Zudem erhoffen sich die Wissenschaftler ein besseres Verständnis der Krankheitsentstehung und -entwicklung. Das übergeordnete Ziel des Projekts Miracle ist eine personalisierte Krankenversorgung und letztlich eine geringere – auch finanzielle – Belastung des Gesundheitssystems. Denn in unserer alternden Gesellschaft wird die Diagnose Gelenkverschließ in Zukunft noch häufiger gestellt werden.

Miniaturisierter Prototyp überzeugt

Dazu bündeln 13 europäische Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus sechs Ländern, koordiniert von der finnischen Universität Oulu, ihr Wissen. Die Ulmer Forscher bringen vor allem ihre Expertise im Bereich Infrarotspektroskopie und in der Miniaturisierung molekular-spezifischer Sensortechnologien ins Projekt ein. Ein miniaturisierter Prototyp hat im Vorfeld des Projekts bereits überzeugt: In Meniskusproben konnten beispielsweise krankhafte Veränderungen, aber auch atherosklerotische Ablagerungen an der Blutgefäßinnenseite erfolgreich detektiert und klassifiziert werden.

Im Zuge einer Gelenkspiegelung dürfte Miracle für den Operateur einfach zu handhaben sein und akkurate Ergebnisse liefern, weshalb der Sensor möglichst schnell bis zur Marktreife entwickelt werden soll. „Nicht zuletzt aus diesem Grund gehören zahlreiche Partner aus der Industrie zum Miracle-Team, so dass zum Ende des Projektes ein marktreifer Prototyp vorgestellt werden kann“, betont Mizaikoff.

Im Zuge des EU-Rahmenprogramms Horizont 2020 für Forschung und Innovation wird das EU-Projekt Miracle(„Mid-infrared arthroscopy innovative imaging system for real-time clinical in depth examination and diagnosis of degenerative joint diseases“) mit insgesamt über 6,1 Mio. Euro gefördert.

www.uni-ulm.de

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