Fluoreszenzbildgebung

Bessere Ergebnisse bei Hautkrebsoperationen

8. Februar 2023, 11:13 Uhr | Kathrin Veigel
Falschfarben-RGB-Bild einer Gewebeprobe, gemessen mit Zwei-Photonen-Bildgebung. Grün ist eine fluoreszierende Proteinfärbung, blau ist SHG in geordnetem Kollagengewebe. Das Bild wurde aus Hunderten von Bildern mit subzellulärer Auflösung zusammengesetzt, die in insgesamt weniger als einer Minute aufgenommen wurden.
© Prof. Michael Giacomelli/Universität von Rochester

Hautkrebsarten wie das Basalzellkarzinom und das Plattenepithelkarzinom sind weltweit die verbreitetsten Krebsarten. Damit diese Krebsarten künftig erfolgreicher behandelt werden können, erforschen englische Wissenschaftler derzeit die Fluoreszenzmikroskopie.

Die mikrographische Mohs-Chirurgie ist eine weit verbreitete Technik zur Behandlung von Hautkrebs ohne Melanom. Sie zeichnet sich durch sehr niedrige Rückfallquoten aus, da das Gewebe bei der Entfernung aus dem Körper mikroskopisch abgebildet wird, um eine vollständige Resektion sicherzustellen.

Die Mohs-Methode ist jedoch langsam und äußerst arbeitsintensiv, da sie zur Erstellung der histologischen Bilder auf die Verarbeitung von Gefrierschnitten angewiesen ist. Die Kosten und der geringere Durchsatz, die mit der Gefrierschnittverarbeitung verbunden sind, schränken die Verfügbarkeit für die Patienten ein und tragen zu den steigenden Kosten im Gesundheitswesen bei.

Einfach zu bedienende Mikroskope für Kliniken und Ärzte

Zur Verbesserung der Mohs-Methode will nun Prof. Michael Giacomelli von der University of Rochester mit seinem Forschungsprojekt »Fluoreszenzmikroskopie zur Bewertung von Mohs-Operationsrändern« beitragen. Das Giacomelli-Labor konzentriert sich dabei auf die Anwendung der Multiphotonen- und Fluoreszenzbildgebung in der chirurgischen Pathologie und klinischen Medizin.

Sie entwickeln kundenspezifische Multiphotonen- und Fluoreszenzmikroskope, Algorithmen und Elektronik, die die chirurgische und klinische Bildgebung von Pathologie in lebendem menschlichem Gewebe ermöglichen, wobei der Schwerpunkt auf der Entwicklung von Instrumenten liegt, die von Klinikern und Nicht-Ingenieuren direkt verwendet werden können.

Femtosekundenlaser ermöglicht Echtzeit-Bewertung 

Das Forschungsteam des Labors hat fluoreszierende Bildgebungstechnologien, schnelle Gewebekennzeichnung und Bildverarbeitungstechnologien entwickelt, die eine Echtzeitbewertung der Pathologie in Hautgewebe ermöglichen, wobei die Verarbeitungszeit im Vergleich zu gefrorenen Schnitten um eine Größenordnung verkürzt wird.

Mit seinem robusten und kompakten Design ist der FemtoFiber Ultra 920 ein einfach zu bedienendes und wartungsfreies Lasersystem. Der Kurzpulslaser eignet sich sehr gut für Anwendungen in der nichtlinearen Mikroskopie wie die Zwei-Photonen-Anregung von fluoreszierenden Proteinen und SHG-basierte Kontrastmechanismen.

Mit der Emissionswellenlänge von 920 nm bietet er eine sehr hohe Leistung für grün und gelb fluoreszierende Proteinmarker (GFP, YFP), die zum Beispiel in den Neurowissenschaften und anderen laserbezogenen biophotonischen Disziplinen häufig verwendet werden.


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