\u201eJournal of Visualized Experiments\u201c (doi:10.3791\/50053 (2012))<\/a>. Allein mit Lichtwellen gelang es ihnen, Hirn\u00f6deme bei M\u00e4usen fr\u00fchzeitig zu erkennen. Bei einem Gehirn\u00f6dem sammelt sich zu viel Gehirnfl\u00fcssigkeit an – das Gehirn schwillt. Ausl\u00f6ser k\u00f6nnen Verletzungen des Gehirns, Schlaganf\u00e4lle, Infektionen oder Gehirntumore sein. Da unser Gehirn von einem Knochen umgeben ist, hat es nur wenig M\u00f6glichkeiten, sich auszubreiten. Der Druck steigt und kann die lebensnotwendige Blutzufuhr behindern. Schwellungen wie diese k\u00f6nnen so schnell zu ernsthaften Sch\u00e4den f\u00fchren.<\/p>\nUm die \u00d6deme detektieren zu k\u00f6nnen, verwendeten Binder und Park ein spezielles Bildgebungsverfahren namens optische Koh\u00e4renztomographie. Das Prinzip \u00e4hnelt dem der Ultraschalldiagnostik. Anstelle von Schallwellen werden jedoch Laserstrahlen des sichtbaren oder infraroten Bereichs verwendet. Heutzutage wird die Technik bereits dazu genutzt, Gewebe schichtweise zu vermessen. Die 3D-Querschnitte dienen dann beispielsweise zur Fr\u00fcherkennung des gr\u00fcnen Stars. Auch Hauttumore k\u00f6nnen auf diese Weise hochaufl\u00f6send dargestellt werden.<\/p>\n
Am Tiermodell erprobt<\/strong><\/p>\nDer Trick beim Gehirn: Schwillt es an, wird es transparenter f\u00fcr infrarotes Licht. Mediziner k\u00f6nnen dann von der Menge des reflektieren Lichts auf die St\u00e4rke der Gehirnschwellung schlie\u00dfen. Je schneller ein Hirn\u00f6dem erkannt und behandelt wird, desto weniger Sch\u00e4den tr\u00e4gt das Denkorgan davon. Doch auch wenn Binder und Park mit dieser Methode Hirn\u00f6deme bei M\u00e4usen fr\u00fcher erkennen konnten, als das mit herk\u00f6mmlichen Drucksensoren innerhalb des Sch\u00e4dels m\u00f6glich ist. Eine wesentliche H\u00fcrde bleibt: Der Sch\u00e4delknochen versperrt den optischen Zugang. F\u00fcr die Tests mussten die Wissenschaftler daher die Sch\u00e4delknochen der M\u00e4use ausd\u00fcnnen. F\u00fcr ein chronisches Monitoring beim Menschen w\u00e4re dieses Vorgehen ungeeignet. Die Bruchgefahr w\u00e4re viel zu gro\u00df. \u201eUnser Fenster k\u00f6nnte daher die M\u00f6glichkeit schaffen, diese vielversprechende Diagnosemethode auf den Menschen zu \u00fcbertragen\u201c, erkl\u00e4rt Masaru Rao. Der Materialwissenschaftler ist zusammen mit Binder und Park Teil des zehnk\u00f6pfigen Teams, welches das \u201eFenster zum Gehirn\u201c entwickelt hat.<\/p>\n
Mit ihrem Keramik-Fenster sind die Forscher aus Riverside nicht die Ersten. Bereits andere Forschergruppen haben mit Fenstern aus Glas experimentiert. Aus dem Labor in die Klinik werden sie es damit aber wohl nie schaffen. Glas bricht leicht. Und wer schm\u00fcckt sich schon gerne mit einem Glassplitter im Gehirn? Im Vergleich zu Glas ist die Hochleistungskeramik je nach Herstellungsprozess zehn bis zwanzig Mal stabiler. Ein m\u00f6glicher Einsatz beim Menschen ist also denkbar.<\/p>\n
Diverse Therapieans\u00e4tze m\u00f6glich<\/h2>\n
Die Ambitionen der Forscher aus Kalifornien sind nun gro\u00df. Auch Gehirntumoren erhoffen sie sich mit ihrem Fenster in Zukunft besser behandeln und \u00fcberwachen zu k\u00f6nnen. Die Prognose bei Tumoren des Gehirns sind in der Regel schlecht. Operativ gelingt es h\u00e4ufig nur, einen Gro\u00dfteil des Tumorgewebes zu entfernen. Die zur\u00fcckgelassenen, entarteten Zellen beginnen sich schnell wieder auszubreiten. Rao: \u201eDas Fenster b\u00f6te uns die M\u00f6glichkeit, langfristig ihr Wachstum zu \u00fcberwachen und sie gezielt mit Laserbehandlung wie der Laserablation oder einer photodynamischen Therapie zu behandeln.\u201c Mit der Laserablation kann sch\u00e4dliches Gewebe Schicht f\u00fcr Schicht abgetragen werden. Die photodynamische Therapie setzt hingegen auf ein trojanisches Pferd. Bei ihr wird eine spezielle Substanz verwendet, die sich selektiv in den Tumorzellen anreichert. Werden die Zellen dann mit Licht bestrahlt, wird das t\u00f6dliche Potential der Substanz freigesetzt. Die Tumorzellen sterben ab. Zur Behandlung von Hautkrebs hat sich diese neue Methode bereits bewehrt. Die relativ geringe Eindringungstiefe der Laserstrahlen stellt die Forscher allerdings noch vor Herausforderungen.<\/p>\n
Sollte k\u00fcnftig Patienten ein solches Fenster zum Gehirn implantiert werden, m\u00fcssen sie sicher keine Angst davor haben, zum gl\u00e4sernen Menschen zu werden. Ihnen wird man nicht wie durch ein Guckloch ins Gehirn schauen k\u00f6nnen. Ziel sei es letztendlich, die urspr\u00fcngliche Haut nach der Implantation wieder \u00fcber das Zirkonoxid Fenster zu setzen, um das Infektionsrisiko zu minimieren, erkl\u00e4rt Masaru Rao. Steht dann eine Laserbehandlung an, k\u00f6nnte die Haut \u00fcber dem Implantat mit einer speziellen L\u00f6sung vor\u00fcbergehend transparent gemacht werden.<\/p>\n
Quelle:
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