Licht für das Leben

Forschungsschwerpunkte

  1. Erforschung und in vivo Evaluierung neuer bildgebender diagnostischer Verfahren wie der optischen Kohärenztomographie (OCT), der intravitalen Multi-Photonen-Mikroskopie und der photoakustischen Tomografie.
  2.  Erforschung der Wechselwirkung von gepulster Laserstrahlung mit Gewebe durch lineare und nichtlineare Absorption (Plasmabildung), plasmonische Effekte an Nanopartikeln, und antikörpervermittelte photochemische Effekte im Hinblick auf neue selektive Therapieverfahren sowie Nanochirurgie an Zellen und Gewebe.
  3. Verknüpfung von in-situ-Bildgebung und Diagnostik mit Therapieverfahren
  4. Einsatz der obigen Methoden zur minimalinvasiven laparoskopischen Chirurgie an inneren Organen, Tumortherapie, selektiven Netzhauttherapie, sowie zur refraktiven Hornhautchirurgie und Kataraktchirurgie.

Zentrale Forschungsgebiete des BMO

Optische Kohärenztomografie und Holoskopie (OCT)

Durch maßgebliche Erhöhung der Bildaufnahmegeschwindigkeit der OCT bei hervorragendem Signal-Rauschverhältnis wird eine intraoperative dreidimensionale Darstellung von streuenden Gewebsstrukturen ermöglicht (i-OCT). Durch Verbindung mit digitaler Holografie wird die Swept-Source OCT zur "Holoskopie" weiterentwickelt, welche die simultane 3D Bildaufnahme großer Volumina mit höchster Auflösung in allen drei Raumrichtungen ermöglicht.
(AG Hüttmann, AG Huber)

Nichtlineare Mikroskopie

In Kooperation mit verschiedenen medizinischen Partnern aus Vorklinik und Kliniken wird Multiphotonenmikroskopie zur intravitalen Bildgebung an Auge, Darm, Haut und Trachea eingesetzt. Ein Imaging-Zentrum verbindet fortgeschrittene Techniken der nichtlinearen Mikroskopie mit den Möglichkeiten laservermittelter Manipulation.
(AG Hüttmann, AG Vogel, AG Huber)

Nonkontakt-photoakustische Bildgebung

Photoakustische Bildgebung ermöglicht die kontrastreiche Darstellung vaskularisierter Strukturen in streuendem Gewebe in größerer Tiefe als rein optische Bildgebungsverfahren. Nachteilig sind gegenwärtig noch die langsame Bildaquise und die Notwendigkeit eines Kontaktes mit dem Körpergewebe bei der Detektion der akustischen Signale. Es werden Methoden entwickelt, die eine berührungsfreie parallelisierte optische Detektion ermöglichen.
(AG Brinkmann)

Zellchirurgie mittels Nanopartikeln und fokussierten ultrakurzen Laserpulsen

Zur Nano-Zellchirurgie werden zwei komplementäre Targetingkonzepte eingesetzt: fokussierte Bestrahlung mit kurzen Laserpulsen sowie großflächige Bestrahlung mit antikörpervermitteltem Targeting, bei der eine selektive Schädigung über Nanopartikel oder photoaktivierbare Farbstoffe erfolgt. Sie werden zur Zelltransfektion und zur Eliminierung bestimmter Zelltypen oder Proteine genutzt. Bestrahlung mit zwei leicht zeitversetzten Laserpulsen soll zur rein optische vermittelten Injektion von genetischem Material in Zellen verwendet werden.
(AG Hüttmann, AG Vogel)

Refraktive Hornhautchirurgie und lasergestützte Kataraktchirurgie

Experimentell und durch theoretische Modellierung wird intensiv an einem besseren Verständnis kontrollierter nichtlinearer Energiedeponierung in transparentes biologisches Material gearbeitet. Hierdurch wurden verschiedene Verfahren entdeckt, mit denen man durch Wahl geeigneter Wellenlängen, Pulsdauern sowie durch geeignete Fokusformung mittels helikaler Laserstrahlung die räumliche Präzision der Energiedeponierung und die Schnittgenauigkeit in Gewebe erhöhen kann. Diese Erkenntnisse werden für die Verbesserung der refraktiven Hornhautchirurgie (LASIK) und der Femtosekundenlaser-Kataraktchirurgie eingesetzt.
(AG Vogel, AG Linz)

Temperaturgeregelte selektive Netzhauttherapie

Für die selektive Retinatherapie (SRT) und die Dosimetrie thermischer Netzhautbehandlungen werden Methoden entwickelt, mit denen berührungslos die Temperatur am Behandlungsort gemessen werden kann. Hierzu gehören akustische Verfahren, welche die Temperaturabhängigkeit der Schallerzeugung durch kurze Laserpulse ausnutzten und optische Verfahren, welche mittels OCT die thermische Ausdehnung des Gewebes messen, aus der die Temperaturveränderung berechnet wird.
(AG Brinkmann)

Antikörpervermittelte photomedizinische Therapie des Ovarialkarzinoms

Mit einem dreistufigen Targetingkonzept wird eine Verbesserung der Tumorspezifität gegenüber Chemotherapie angestrebt. Hierzu wird das proliferationsassoziierte Ki-67 Protein über phototoxische tumorspezifische Antikörper-Konjugate anvisiert, die durch Lichtbestrahlung räumlich selektiv aktiviert werden.
(AG Rahmanzadeh)

Infrarot-Laserchirurgie

(AG Brinkmann)

Laser-Mikromaterialbearbeitung

(AG Koop)