Licht statt Strahlung

Frakturheilung
mg
Prof. Bergita Ganse
Prof. Dr. Bergita Ganse hat ohne Strahlung im Blick, ob ein Knochenbruch heilt oder nicht. © Oliver Dietze/Universität des Saarlandes
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Prof. Dr. Bergita Ganse kann mittels eines handlichen Messgerätes überprüfen, wie ein Knochenbruch heilt – ganz ohne Strahlung. Möglich macht dies die Entdeckung ihres Teams, dass die Durchblutung des umliegenden Gewebes eines Knochenbruchs und die Sauerstoffzufuhr verraten, wie gut der Knochen heilt.

Bisher ist ein Röntgen- oder CT-Bild die gängige Methode, den Heilungsprozess eines Knochenbruchs zu überwachen. Doch die neue Entdeckung des Teams von Unfallchirurgin Prof. Dr. Bergita Ganse macht es möglich, auch ohne Strahlung festzustellen, ob ein Knochenbruch gut heilt oder nicht. Zwar soll/kann sie das Röntgen in diesen Fällen nicht ganz ersetzen, aber die neue Methode bietet eine Möglichkeit zur schnellen Kontrolle.

Aussagekräftiger Sauerstoffgehalt und Durchblutung

Ganse und ihr Team machten die Entdeckung, dass das umliegende Gewebe über die Durchblutung und den Sauerstoffgehalt die Information liefert, ob der Bruch gut verheilt oder nicht. Bereits erhältliche, gängige Messgeräte können dafür verwendet werden. Sie arbeiten mit ungefährlichem LED- und Laserlicht, dass so hell ist, dass es bis in die Knochen scheint und dadurch die notwendigen Informationen auch für Knochenbrüche liefern kann. Eine Überwachung kann damit häufiger erfolgen und ergänzend zum Röntgen, da keine Strahlung anfällt.

Eine wichtige Möglichkeit, da beim Röntgen oder CT die Knochenheilung verzögert zu sehen ist: „Ein Nachteil der Röntgen- und CT-Aufnahmen ist, dass die Knochenheilung immer erst verzögert zu sehen ist. Auch wenn die Knochenenden schon zusammenwachsen, lagert der Körper erst spät Kalksalze ein, die mit der Röntgentechnik sichtbar werden“, erläutert Ganse. Davor blieb bisher unklar, wie gut die Heilung verläuft. Ein wichtiger Aspekt, da es zum Beispiel bei Unterschenkelfrakturen bei 14 von 100 Fälle zur Problemen in der Knochenheilung kommt, die zu spät entdeckt werden. Mit der neuen Methode kann gezielt und frühzeitig eingegriffen werden. 

Praktische Umsetzung mittels Messgerät

Praktisch umsetzbar ist es ebenfalls, da im Gips eine Aussparung für die Überprüfung mittels des Messgeräts freibleiben kann. Neben einer regelmäßigeren Überwachung bietet die neue Methode mittels kleinen und günstigen Messgeräten auch für ärmere Länder oder abgelegenen Regionen eine Chance, in denen große und teure Geräte wie ein Röntgengerät nicht vorhanden ist. 

Für ihre Erkenntnisse beobachtete Ganse mit ihrem Team 55 Patientinnen und Patienten mit Knochenbrüchen, um den Verlauf des Sauerstoffgehalts und der Durchblutung zu beobachten. Das Ergebnis: „Blutfluss und Sauerstoffsättigung verhalten sich im Verlauf der Knochenregeneration sehr charakteristisch“, so Ganse. Je nach Grund für die Heilungsverzögerung scheint es Unterschiede in der Durchblutung und Sauerstoffsättigung zu geben, die Details zu den Abweichungen müssen jedoch noch weiter erforscht werden. 

Ganse forscht weiter mit ihrem Team an Möglichkeiten, eine schlechte Knochenheilung frühzeitig zu erkennen. Begrenzend für die bereits entdeckte Methode ist die Messtiefe der Geräte, da sie max. 5 cm tief ins Gewebe messen können. 

Literatur:
Biosensors and Bioelectronics
Scholz O, Nowicki C, Warmerdam E, Rother S, Ganse B.: New sensor options for smart fracture implants and wearable devices: Laser-Doppler and white-light spectroscopy allow monitoring of bone regeneration via perfusion measurement. Biosensors and Bioelectronics (280), 15. Juli 2025; DOI: 10.1016/j.bios.2025.117442

Nowicki C, Ganse B.: Near-Infrared Spectroscopy Allows for Monitoring of Bone Fracture Healing via Changes in Oxygenation. Journal of Functional Biomaterials, 15 (12), 19. Dezember 2024; DOI: 10.3390/jfb15120384

Quelle: idw

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