direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Inhalt des Dokuments

Forschung

Heilung im Körper sichtbar machen

Mittwoch, 16. April 2014

Jan Laufer entwickelt mit einem ERC Grant neue photoakustische bildgebende Verfahren

Zur Arbeitsgruppe von Jan Laufer (l.) gehören auch die Physiker Julia Märk und Hakan Dortay
Lupe

Stammzellen werden oft als Heilsbringer in der modernen Medizin propagiert. So gehen Mediziner zum Beispiel davon aus, dass Stammzellen im Körper zu verletztem Gewebe migrieren, sich dort zu verschiedenen Zelltypen differenzieren und die Heilung ankurbeln. „Doch machen die Stammzellen das auch wirklich? Das ist immer noch nicht abschließend erforscht“, erzählt Dr. Jan Laufer, dessen Arbeitsgruppe am Institut für Optik und Atomare Physik von Prof. Dr. Ulrike Woggon an der TU Berlin angesiedelt ist. Mit Hilfe eines noch jungen bildgebenden Verfahrens, der sogenannten photoakustischen Bildgebung, will Laufer Vorgänge im Gewebe sichtbar machen, die man bislang gar nicht darstellen konnte. Dazu erhielt der Wissenschaftler von dem Europäischen Forschungsrat (ERC) einen mit 1,6 Millionen Euro dotierten ERC Starting Grant. Mit diesem Geld und in enger Kooperation zwischen der TU Berlin und der Charité will der Biomedizintechniker die photoakustische Bildgebung so weit verfeinern, dass er zum Beispiel die Differenzierung von Stammzellen bildlich darstellen kann. 

Die photoakustische Bildgebung vereint die Vorteile von optischen und akustischen Verfahren. Sie bietet damit ein nichtinvasives Verfahren, mit dem Zellen, eventuell sogar Einzelzellen, tief im Gewebe bildlich dargestellt werden können. Die Methode beruht auf dem sogenannten photoakustischen Effekt: „Ein Gewebe wird mit einem kurzen, lasergenerierten Lichtpuls bestrahlt. Die Photonen dringen in das Gewebe ein und werden von den unterschiedlichen Gewebefarbstoffen, wie zum Beispiel dem Hämoglobin, unterschiedlich stark absorbiert. Dadurch kommt es zu einer schnellen, lokalen Erhitzung der einzelnen Gewebe-Strukturen. Dieser innerhalb weniger Milliardstel einer Sekunde produzierte Temperaturanstieg geht mit einem schlagartigen Druckanstieg innerhalb des Gewebes einher. Zum Ausgleich entspannt sich das Gewebe genauso schnell wieder und produziert damit eine Druckwelle in alle Richtungen. Je nachdem, wie viele Photonen das untersuchte Gewebe absorbiert hatte, entstehen so unterschiedlich starke akustische, von Sensoren messbare Wellen, Schallwellen“, so Laufer. Mit einem speziellen Computeralgorithmus kann man aus mehreren Messungen sogar ein 3D-Bild des untersuchten Gewebes generieren.

Zur Verbesserung der bildgebenden Technologie und der Entwicklung neuer Auswertungs- und Analysemethoden kommt als dritte Säule die Forschung an „Reportergenen“. Diese werden mit einem Farbstoff ausgerüstet, sodass sie sich gut mit Hilfe der photoakustischen Bildgebung nachweisen lassen. „In einen Organismus eingebracht, können so, mit nichtinvasiven Methoden und ohne gefährliche Strahlenbelastung, Aktivität, Bewegung und Lebensdauer dieser Zellen während der Heilung im lebenden Objekt gezielt verfolgt und analysiert werden“, definiert Laufer eines der wichtigsten Projektziele.

Katharina Jung "TU intern" April 2014

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe

Diese Seite verwendet Piwik für anonymisierte Webanalysen. Mehr Informationen und Opt-Out-Möglichkeiten unter Datenschutz.