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Universität Basel

Arterienverkalkung genau vermessen

Bert Müller

Verkalkte und verengte Blutgefässe bei Atherosklerose lassen sich neu auf einige Mikrometer genau vermessen. Die so entstehenden dreidimensionalen Bilder sind Ausgangspunkt für Simulationen des Blutstroms, sodass mechanosensitive Nanocontainer zur lokalen Medikamentenabgabe realisiert werden können. Forschende unter Basler Leitung haben dafür bestehende Röntgenverfahren kombiniert.

Aufwendige Verfahren zur Identifizierung der Gefässwände und anderer Weichgewebe: Visualisierung von Verkalkungen (weiss) und Muskelgewebe (schwarz). (Bild: Biomaterials Science Center der Universität Basel)
Aufwendige Verfahren zur Identifizierung der Gefässwände und anderer Weichgewebe: Visualisierung von Verkalkungen (weiss) und Muskelgewebe (schwarz). © Universität Basel, Biomaterials Science Center

Bei der Atherosklerose, weltweit der häufigsten Todesursache, bilden sich Ablagerungen in den Blutgefässen. Dabei kommt es zu Verkalkungen, die in Röntgenbildern ähnlich wie die Knochen einen starken Kontrast zu den Blutgefässen liefern, die ihrerseits aus Weichgewebe bestehen. In Röntgenbildern war bisher Weichgewebe direkt neben den Verkalkungen kaum oder gar nicht sichtbar. Forschungsteams aus drei europäischen Ländern haben nun ein Verfahren entwickelt, um die verkalkten und verengten Blutgefässe zu vermessen. Die Daten dieser Verengungen werden zur Simulation des Blutflusses genutzt und erlauben die Bestimmung der sogenannten Scherkräfte. Diese sind an den Verengungen erhöht und Grundlage zur Entwicklung von speziellen Nanocontainern, die gefässerweiternde Medikamente gezielt lokal freisetzen.

Das Abbildungsverfahren kombiniert bekannte Methoden und eignet sich nicht nur für die Vermessung von verkalkten Blutgefässen, sondern auch für jede andere Kombination von stark und schwach röntgenabsorbierenden Materialien, wie beispielweise von Knorpel in der Umgebung von Knochen. Es nutzt die klassische Röntgenabsorption, zusätzlich aber auch den Phasenkontrast, der etwa mittels Gitterinterferometrie gemessen wird. Da die Phasenänderungen der Röntgenstrahlen beim Durchgang durch Materie weniger stark von der Ordnungszahl der darin enthaltenen Elemente abhängen, lassen sich die Weichgewebe in der Umgebung von Hartgeweben sichtbar machen.

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