Sport, Knochen und Gelenke

Arthrose-Scanner für die Früherkennung

Gelenkverschleiß beginnt meist lange, bevor er sich durch Schmerzen bemerkbar macht. Eine neue Methode kann helfen, das zu erkennen.

16.11.2017
Foto: Adobe Stock / B. BOISSONNET / BSIP

Arthrose, die nicht-entzündliche Zerstörung der Gelenkknorpelschicht, ist ein Volksleiden, an dem fünf Millionen Männer wie Frauen in Deutschland leiden. Tendenz steigend. Zwei Millionen haben bereits Schmerzen an Knie, Hüften oder Händen. Laut Deutscher Arthrose-Hilfe e. V. sind ab dem 60. Lebensjahr jede zweite Frau und jeder dritte Mann betroffen.
Typische Symptome sind Anlaufschmerzen, Morgensteifigkeit und eine verminderte Belastbarkeit. Arthrose schränkt die Lebensqualität der meist älteren Patienten stark ein. Allerdings wird die Diagnose mittels bildgebender Verfahren oder Gelenkspiegelung oft erst gestellt, wenn der schützende Knorpel bereits stark abgetragen ist und die Gelenkflächen schon aufeinander reiben.

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Verletzungen erkennen

Ist das Warnsignal Schmerz jedoch erst einmal da, ist der Verschleiß jedoch schon weit fortgeschritten. Für Prävention ist es dann zu spät.
Nun arbeiten Forscher um Prof. Boris Mizaikoff, Leiter des Ulmer Instituts für Analytische und Bioanalytische Chemie, an einer Lösung zur Früherkennung von Arthrose: Ein Sensor im mittleren Infrarotbereich, der während eines chirurgischen Eingriffs eingesetzt wird, soll Knorpelveränderungen bereits feststellen, bevor eine Arthrose entsteht. Dabei handelt es sich um einen arthroskopischen Infrarot-Sensor. Er erkennt molekulare Veränderungen im Zuge der minimal-invasiven Gelenkspiegelung („Arthroskopie“). „Neben einer verbesserten unmittelbaren Diagnostik kann mithilfe dieser Messtechnik auch der Erfolg neuartiger Therapien überprüft werden“, so Mizaikoff. Zudem erhoffen sich die Wissenschaftler ein besseres Verständnis der Krankheitsentstehung und -entwicklung.

Prototyp überzeugt

Die Ulmer Forscher bringen vor allem ihre Expertise im Bereich Infrarotspektroskopie und in der Miniaturisierung molekular-spezifischer Sensortechnologien in das Projekt „MIRACLE“ ein. „Der neue Sensor basiert auf einer Serie abstimmbarer Quantenkaskadenlaser, einem integrierten Strahlkombinator, Infrarot-Lichtwellenleiterfasern sowie einem Sensorelement, das im mittleren Infrarotbereich zur Spektroskopie und Bildgebung dient. Eine Herausforderung ist die Integration all dieser Komponenten in ein hochkompaktes Format, das die tatsächliche Anwendung während des arthroskopischen Eingriffs erlaubt“, erklärt Mizaikoff. Ein miniaturisierter Prototyp hat im Vorfeld des Projekts jedoch bereits überzeugt. (ab/red)