FWF - Biomechanik des Gelenks - Darstellung der Biomechanik des Gelenksknorpels mit MRT

  • Trobin, Werner (Teilnehmer (Co-Investigator))
  • Bischof, Horst (Projektleiter (Principal Investigator))

Projekt: Foschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

Die MRT hat sich als nicht-invasive Methode in der Bildgebung der Morphologie des normalen Knorpels und von Knorpelschäden etabliert. Parameterselektive MR-Bildgebung mit Mapping von Relaxationszeiten und Diffusionskonstanten erlauben erstmalig auch eine biochemische Analyse des Knorpels, um Frühschäden bei noch intakter Knorpelmorphologie sichtbar zu machen. Neben den frühen biochemischen Veränderungen spielen jedoch auch biomechanische Eigenschaften eine wesentliche Rolle in der Integrität des Knorpels und insbesondere bei Knorpeltransplantaten. Ziel des vorliegenden Projektes ist die Entwicklung und Validierung selektiver MR-Parameter in der Evaluation von biomechanischen Eigenschaften des Knorpels, insbesondere die Steifigkeit des Knorpels. Zu diesem Zweck sind in vitro Studien geplant, die an ex-vivo Knorpel-Knochen-Präparaten mittels mehrerer MR-Techniken wie das Mapping von T1- und T2-Relaxationszeiten, die Diffusionsmessung und die Anwendung der Natriumbildgebung eine biochemische Analyse unter Applikation einer kontrollierten Druckbelastung durchführen. Daraus sollen MR-Parameter, die für die biomechanischen Eigenschaften des gesunden und geschädigten Knorpels sprechen, im Vergleich zu Histologie, Biochemie und biomechanischen Tests abgeleitet werden. Für die in vivo Anwendung der MRT in der biochemischen und biomechanischen Analyse des Knorpels und Knorpeltransplantates erfordert die Anwendung einer kontrollierten Belastung während des Bewegungsumfanges, deshalb ist die Entwicklung einer geeigneten MR-kompatiblen Vorrichtung für Knie- und Sprunggelenk geplant. Für die MR-Visualisierung der biomechanischen Eigenschaften des Knorpels müssen optimale Segmentierungs- und 3D-Rekonstruktionenstechniken der Knorpelbeläge entwickelt werden. Bildanalysen erlauben eine dynamische Visualisierung der Gelenkskinematik als auch eine Bestimmung der Gelenkskontaktflächen unter physiologischer Belastung. Die nicht invasive biomechanische Analyse mittels MRT in vivo könnte eine wesentliche Zusatzinformation zur morphologischen. und biochemischen Evaluation des Knorpels und Knorpeltransplantats liefern, die bisher nur invasiv mit der Arthroskopie gewonnen werden kann. Damit stehen mit dieser nicht invasiven Methode neben der Grundlagenforschung der Biomechanik der Gelenksknorpel in vivo auch eine verbesserte Verlaufskontrolle und Rehabilitation von Patienten mit Knorpelschäden oder Knorpeltransplantaten zur Verfügung.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/01/0631/03/09

Fingerprint

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