Projekt Polarizer

Entwicklung und Vergleich neuartiger nicht-invasiver Untersuchungsmethoden zur Analyse der Atemwegsentzündung

Das Monitoring der Atemwegsentzündung, vorzugsweise mit nicht-invasiven Methoden, ist ein entscheidender Schritt zur Beurteilung der Wirksamkeit neuer Substanzen. Seit Februar 2017 wird im Bereich Atemwegsforschung des Fraunhofer ITEM ein Forschungsvorhaben durchgeführt, bei dem die Atemwegsentzündung nach segmentaler, bronchoskopischer Applikation von Endotoxin (Lipopolysaccharid, LPS) charakterisiert und mit der Entzündung nach inhalativer LPS-Provokation verglichen wird. Es handelt sich bei diesem Projekt um eine Kooperation mit der Abteilung Aerosoltechnologie des Fraunhofer ITEM, mit dem Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie der Medizinischen Hochschule Hannover und mit der Universität Göteborg.

© Fraunhofer ITEM

Einzigartig hierbei ist zum einen die Untersuchung der Lunge mittels Xenon-verstärkter Magnetresonanztomographie, zum anderen der Vergleich verschiedener Techniken des nicht-invasiven Monitorings der Atemwegsentzündung wie der Analyse volatiler organischer Substanzen in der Ausatemluft, der Untersuchung exhalierter Partikel sowie deren Sammlung und chemische Analyse und die Untersuchung des induzierten Sputums anhand verschiedenster Biomarker einschließlich Chipzytometrie. Zusätzlich dienen die bei der Bronchoskopie gewonnen Materialien wie die bronchoalveoläre Lavage und die mittels Bürsten- und Zangenbiopsie gewonnenen Proben sowie Serumproben der detaillierten Charakterisierung der Entzündungsantwort.

Die Entwicklung der gasverstärkten Magnetresonanztomographie mit hyperpolarisiertem Xenon eröffnet die neuartige Möglichkeit, Entzündungsvorgänge und Lungenfunktionseinschränkungen bis hin zu Diffusions- und Perfusionsstörungen ortsaufgelöst zu analysieren und zu quantifizieren. Mit Hilfe eines am Fraunhofer ITEM vorhandenen Polarisators kann Xenon vor Ort hyperpolarisiert und direkt für die magnetresonanztomographischen Untersuchungen verwendet werden. Für das hyperpolarisierte Xenon als Medizinprodukt aus Eigenherstellung wurde ein vereinfachtes Konformitätsbewertungsverfahren durchgeführt, sodass die Verwendung dieser Technik auch in klinischen Prüfungen von Arzneimitteln und Medizinprodukten ab sofort möglich ist.

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