26.05.2020 09:00
Blutgefässe einfacher und präziser sichtbar machen
Forschende der Universität Zürich haben ein neues Röntgenkontrastmittel entwickelt, das sich einfacher als bisherige anwenden lässt. Das Kontrastmittel gelangt zuverlässiger in alle Blutgefässe und ermöglicht so die präzise Bildgebung. Das hilft, die Anzahl der Versuchstiere zu reduzieren.
Verschiedene Krankheiten bei Mensch und Tier – etwa Tumoren, Schlaganfälle oder chronische Niereninsuffizienz – schädigen die Blutgefässe. Betroffen sind insbesondere die Kapillaren, die kleinsten Blutgefässe, die überall im Körper feine Netzwerke bilden. Sie ermöglichen dank ihrer grossen Oberfläche den Sauerstoffaustausch zwischen dem Blut und umliegendem Gewebe, zum Beispiel in den Muskeln beim Sport oder im Hirn beim Denken.
Räumliche Anordnung von Blutgefässen sichtbar machen
Plötzlich gesund
Fortschreitende Naturerkenntnis, ganz allgemein gesprochen, ‘Wissenschaft’, ist der stärkste Feind des medizinischen Wunders. Was unseren Vorfahren als Wunder erschien, was einfache Naturvölker heute noch in heftige Erregung versetzt, das berührt den zivilisierten Menschen längst nicht mehr.
Doch es gibt einen Gegensatz, der jedem Denkenden sofort auffällt: der unerhörte, durchaus nicht abgeschlossene Aufstieg der wissenschaftlichen Heilkunde und die ebenso unerhörte Zunahme der Laienbehandlung und der Kurpfuscherei. Man schätzt die Zahl der Menschen, die der Schulmedizin kein Vertrauen schenken, auf immerhin 50 Prozent.
Wie kann es sein, daß Laienbehandler und Kurpfuscher immer wieder spektakuläre Erfolge aufweisen, von denen die Sensationspresse berichtet?
Der Autor geht dieser Frage nach und kommt zu interessanten Erkenntnissen, aus denen er Vorschläge für eine bessere Krankenbehandlung durch seine ärztlichen Standesgenossen ableitet.
Für die Diagnose und Therapie von Herz-Kreislauf- und anderen Erkrankungen ist es wichtig, den dreidimensionalen Verlauf der Blutgefässe genau zu kennen. Auch in der Grundlagenwissenschaft ist die Kenntnis der exakten Anatomie der Kapillaren in Organen von Mensch und Tier entscheidend, um blutgefässschädigende Krankheiten zu erforschen und neue Therapien zu prüfen. Forschende der Universität Zürich (UZH), des Nationalen Forschungsschwerpunkts Kidney.CH und des Biomaterials Science Centers der Universität Basel haben nun ein neuartiges Röntgenkontrastmittel namens «XlinCA» entwickelt, mit dem die kleinsten Blutgefässe mit einem Computertomografen viel präziser als bisher sichtbar gemacht werden können.
Bisherige Verfahren funktionieren oft nicht
Die bislang verwendeten Kontrastmittel werden jeweils härtenden Plastikharzen beigemengt, bevor sie in die Blutgefässe von euthanasierten Tieren injiziert werden. Allerdings ist es ausgesprochen schwierig, die feinen Kapillaren in diversen Organen vollständig mit den zähflüssigen Harzen zu füllen. «Ohne jahrelange Erfahrung mit der richtigen Injektionstechnik sind die Kapillaren oft nicht oder nur teilweise gefüllt. Bis zu einem Viertel der resultierenden Bilder sind deswegen unbrauchbar», sagt Willy Kuo, Postdoktorand am Physiologischen Institut der UZH. Gegenüber bisherigen Kontrastmitteln könnten mit «XlinCA» bis zu 25 Prozent der Versuchstiere eingespart werden, so Kuo.
Das Grundproblem konventioneller Verfahren ist, dass sich Plastik und Wasser nicht mischen lassen. Dadurch entstehen stets Wassereinschlüsse, in denen das Kontrastmittel fehlt, was die räumliche Darstellung der Blutgefässe auf dem Röntgenbild unterbricht. Wasserlösliche Röntgenkontrastmittel, die in der Medizin verwendet werden, haben dieses Problem zwar nicht. Allerdings lassen sich diese nicht aushärten und treten innert Minuten durch die Blutgefässwände in das umliegende Gewebe aus.
Massgeschneidertes Kontrastmittel für optimale Resultate
Kontrastmittel für den medizinischen Einsatz im Menschen bestehen aus kleinen Molekülen und sind relativ einfach herzustellen. «Ein massgeschneidertes Kontrastmittel für den Einsatz in toten Organismen war wesentlich schwieriger zu synthetisieren, da es aus Polymeren – verketteten Molekülen – aufgebaut ist», sagt Bernhard Spingler, Professor am Institut für Chemie der UZH. «XlinCA» hat im Vergleich zu bisher verwendeten Röntgenkontrastmitteln mehrere Vorteile: Es lässt sich einfach anwenden und ermöglicht, die Blutgefässe vollständig und ohne Unterbrüche abzubilden. Zudem können mehrere Organe oder gar ganze Tiere wie Mäuse gleichzeitig untersucht werden.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr. Vartan Kurtcuoglu
Physiologisches Institut
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 50 55
E-Mail: vartan.kurtcuoglu@uzh.ch
Prof. Dr. Bernhard Spingler
Institut für Chemie
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 46 56
E-Mail: spingler@chem.uzh.ch
Originalpublikation:
Ngoc An Le, Willy Kuo, Bert Müller, Vartan Kurtcuoglu, Bernhard Spingler. Crosslinkable polymeric contrast agent for high-resolution X-ray imaging of the vascular system. Chemical Communications. 27 April 2020. DOI: 10.1039/C9CC09883F
Weitere Informationen:
https://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2020/Kontrastmittel.html
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten
Biologie, Chemie, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
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