Erstmals besteht jetzt die Aussicht einer Frühererkennung von Knochenerkrankungen. Zum Einsatz kommt eine Lasertechnik, die demnächst unter strengen Voraussetzungen in gefahrlosen klinischen Versuchen an echten Patienten in Krankenhäusern getestet werden soll.

Der revolutionäre Laser könnte das Kernstück einer hochleistungsfähigen Einrichtung zur Diagnose von Erkrankungen des Stütz- und Bewegungsapparats wie Osteoarthritis und Osteoporose bilden.

Bei der Forschung - die den weiteren Weg zu klinischen Erprobungen eröffnen soll - kommt eine vollkommen neue Technik, die sogenannte räumlich versetzte Ramanspektroskopie (SORS), zum Einsatz, durch die bestimmte Stoffe in undurchsichtigen Substanzen in einer bisher unerreichten Tiefe zerstörungsfrei untersucht werden können.

Die Wissenschaftler in Großbritannien gehen davon aus, dass sich dieses Verfahren letztlich zur Entdeckung und Untersuchung des Frühstadiums von Erkrankungen des Stütz- und Bewegungsapparats nutzen lassen wird.

„Diese aufsehenerregende neue Lösung beruht auf einer langjährigen Forschungszusammenarbeit mehrerer Disziplinen", erklärt der Hauptversuchsleiter des Projekts, Prof. Allen Goodship. „Das Ergebnis ist ein Verfahren zur minimalinvasiven Untersuchung des Stützgewebes, das zu einer schnellen, sicheren und kostengünstigen Diagnosemethode für Muskel-Skelett-Erkrankungen weiterentwickelt werden könnte."

Entworfen und patentiert wurde die Grundlagentechnik von der Central Laser Facility beim Beirat für wissenschaftlich-technische Einrichtungen (STFC) in England in Zusammenarbeit mit dem wissenschaftlichen Institut für Orthopädie und Bewegungsapparat am University College London (UCL).

Das Konzept wurde an Knochenmaterial mit verschiedenen chemischen Zusammensetzungen erprobt - aber noch nie an Krankenhauspatienten, wie dies in den nächsten Jahren vorgesehen ist.

Prof. Pavel Matousek, Physiker beim STFC und UCL-Honorarprofessor, gilt als eigentlicher Erfinder der Technik: „Bei der neuen Methode werden praktisch die von der Haut ausgehenden Störsignale unterdrückt, sodass subtile chemische Veränderungen in allen Bestandteilen des Knochengewebes durch die Haut hindurch sichtbar gemacht werden können und eine Biopsie entbehrlich wird."

Außerdem lassen sich mit der modernen Technik weitaus mehr Daten gewinnen als mit herkömmlichen Röntgenverfahren, die nur mineralische Komponenten aufzeigen.

Ermöglicht wurde die Umsetzungsphase des Forschungsprojekts durch einen Zuschuss in Höhe von 1,7 Millionen Pfund des britischen Forschungsbeirats für Technik und physikalische Wissenschaften (EPSRC) sowie die fortlaufende Partnerschaft mit dem UCL, das die Anwendbarkeit der Technik auf Knochengewebe nachgewiesen hat, und mit dem Royal National Orthopaedic Hospital (RNOH) in London, wo die Versuche stattfinden werden.

„Dieses Vorhaben gibt uns potenziell die Mittel an die Hand, einige seltene Knochenerkrankungen zu entdecken und zu diagnostizieren, die bisher nur schwer festzustellen waren", erklärt Dr. Richard Keen, Versuchsleiter und Facharzt für Rheumatologie am RNOH. „Das Verfahren könnte dazu beitragen, die mit Erkrankungen des Stützapparats verbundenen Leiden und die chronischen Schmerzen der Patienten zu lindern."

Nach Angaben der Forscher fehlen jedoch noch nähere Erkenntnisse über die vielversprechende Technik, sodass es noch einige Jahre dauern könnte, ehe das Verfahren im Alltagsbetrieb des Gesundheitsdienstes bei der Diagnose in vollem Umfang genutzt werden kann.

Die SORS-Knochenspektroskopie wurde in Rahmen eines laufenden Gemeinschaftsprojekts des STFC, des UCL und des RNOH entwickelt. SORS findet auch Einsatzgebiete im pharmazeutischen Sektor und im Sicherheitsbereich. Für diese Gebiete sind die Anwendungen weiter ausgereift und werden durch die Ausgründungsfirma Cobalt Light Systems des STFC verwertet - das einzige Unternehmen, das SORS-Produkte und ‑Technologie anbietet.

Cobalt Light Systems entwickelt Instrumente und Programme für Proben, Rezepturen und Qualitätskontrolle im Pharmabereich, arbeitet aber auch mit Einrichtungen in anderen Marktsegmenten wie Medizin, Sicherheit und Entdeckung von Produktpiraterie bei der Produktentwicklung zusammen.

Das Royal National Orthopaedic Hospital ist das größte orthopädische Behandlungszentrum auf tertiärer Ebene in Großbritannien und genießt weltweiten Ruf als Spezialklinik für Diagnose und Behandlung komplizierter Nerven-Muskel-Skelett-Erkrankungen (www.rnoh.nhs.uk).

Der Forschungsbeirat für Technik und physikalische Wissenschaften (Engineering & Physical Sciences Research Council - EPSRC) ist die bedeutendste Einrichtung in Großbritannien zur Finanzierung von Forschung in den titelgebenden Bereichen. Die Organisation wendet jährlich mehr als 800 Millionen Pfund für Forschung und Postgraduiertenausbildung auf (www.epsrc.ac.uk).

In der Central Laser Facility des Beirats für wissenschaftlich-technische Einrichtungen arbeitet das dortige Personal mit einer Vielzahl von Angehörigen britischer und festlandeuropäischer Universitäten zusammen, die die bereitstehenden Speziallasergeräte für die unterschiedlichsten Experimente in der Physik, Chemie und Biologie nutzen.