Empa erstellt 3D-Landkarte für Meniskustherapien

Empa-Forscherinnen wollen dazu beitragen, dass beschädigte Meniskusknorpel durch eine naturgetreue, dreidimensionale Bildgebung besser operiert werden können. Dafür ist eine genaue Kenntnis des Geflechts von Blutgefässen im Meniskus hilfreich, denn sein Gewebe wird nur in bestimmten Abschnitten mit Blut versorgt. Bislang basieren die Informationen auf zweidimensionalen Bildern von Gewebeschnitten. Diese, so die Empa in einem Bericht, liefern jedoch keine wertvollen Daten zur Vernetzung der Gefässe oder zur Verformbarkeit dieses wichtigen Knorpels im Knie. Hier will das Team um Biophysikerin Federica Orellana und Projektleiterin Annapaola Parrilli vom Empa-Center for X-ray Analytics in Dübendorf Abhilfe schaffen.

Dafür nutzen sie die Mikro- und Nano-Computertomographen der Empa-Labore. Aus deren radiologischen Aufnahmen erstellen die Forscherinnen mathematische Modelle, mit denen sich Dichte, Struktur, biomechanische Verformbarkeit und das Gefässnetz des Knorpels räumlich erfassen und kartieren lassen. „Wir wollen eine dreidimensionale ,Landkarte' durch den Meniskus in höchster Präzision erstellen“, so Orellana. Dies könne die Behandlung optimieren und massgeschneiderte Therapien im Sinne einer personalisierten Medizin ermöglichen, sowohl für Unfallpatientinnen und -patienten als auch bei Abnutzungsprozessen im Alter.

Mit der Unterstützung des Schweizerischen Nationalfonds und gemeinsam mit den klinischen Partnern des Istituto Ortopedico Rizzoli in Bologna, der laut „Newsweek“ achtbesten orthopädischen Klinik der Welt, des Kantonsspitals Winterthurund der Universität Zürich arbeiten die Forschenden derzeit mit einer Vielzahl von Laborproben, um eine möglichst aussagekräftige Datengrundlage aufzubauen. In einem nächsten Schritt werden CT-Aufnahmen von Verletzungen und Abnutzungen aller Art in die Modelle integriert. ce/mm