Molekulare Mechanismen der Kollagenvernetzung und der Kalzifizierung von Gewebe
IR-spektroskopisches Image (links) einer partiell kalzifizierten Gewebeprobe einer Aortenklappe. Der Ausschnitt rechts zeigt das Rasterfeld der spektroskopischen Messung.
In Zusammenarbeit mit dem Herzzentrum Dresden wird untersucht, welche
Mechanismen zu der lichtinduzierten Vernetzung von Herzklappenprothesen aus bovinem Perikard führen. Die Untersuchungen erstrecken sich dabei auf die Analyse der Kollagenstrukturen und die Ausbildung von Wechselwirkungen bzw. Bindungen zwischen den Kollagensträngen. Dabei zeigte sich, dass die gewünschte Versteifung des Gewebes überwiegend auf polare Wechselwirkungen zwischen den Kollagenfasern beruht. Diese Wechselwirkungen verknüpfen die Kollagenfasern vorzugsweise an den Domänen und bedingen so einen höheren E-Modul des behandelten Perikards.
Die Kalzifizierung bis hin zur Neoosteogenese von natürlichen aber auch prothetischen Herzklappen ist nur ansatzweise verstanden. Mittels der Molekülspektroskopie wird untersucht, welche Prozesse die unerwünschte Kalzifizierung unterstützen oder sogar auslösen. Im Fokus der Untersuchungen stehen dabei Änderungen in der Sekundärstruktur von Kollagenen und Elastin. Die IR-spektroskopischen Bilder lassen einen Zusammenhang zwischen diesen Mechanismen erkennen, wobei die genauen kausalen Zusammenhänge noch Gegenstand der Forschung sind.
Kooperation: PD Dr. C. Dittfeld, Klinik für Herzchirurgie am Herzzentrum Dresden
Kontakt
© Jonas Golde, KSM
Herr apl. Prof. Dr. rer. nat. habil. Gerald Steiner
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Klinisches Sensoring und Monitoring
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