Bitte warten...
Bitte warten...
English
Hilfe
Login
Forschungsportal
Suche
Forschungsprofile
Forschungsprojekte
Projektvollmacht
Lehre
Forschung
Organisation
Synchrotron-Mikro-RFA von menschlichen Knochen
01.10.2009 - 30.09.2013
Forschungsförderungsprojekt
Spurenelemente sind chemische Elemente die in kleinsten Mengen in der Umwelt vorhanden sind. Einige dieser Spurenelemente sind für die menschliche Gesundheit sehr wichtig. Es zeigte sich jedoch, dass zahlreiche Spurenelemente, wie z.B. Blei (Pb), eine Vielzahl von Erkrankungen im Körper auslösen können. Blei akkumuliert zu 95% im knöchernen Skelett. Man weiß bisher jedoch sehr wenig, wo genau Blei in der Knochenmatrix angereichert wird. Im Zuge des FWF-Projektes P15740 ¿Determination of Lead in Human Bone and Tissue¿ erwies sich die Kombination von Synchrotronstrahlung und einem konfokalen Mikro-Röntrgenfluoreszenzanalye (mikro-RFA) Aufbau als die ideale Anordnung um die Verteilung der Spurenelemente Blei (Pb), Zink (Zn), Strontium (Sr) und Kalzium (Ca) in normalem menschlichem Knochen zu bestimmen. Eine hohe spezifische Akkumulation von Pb und Zn wurde in der so genannten Tidemark, einer Übergangszone zwischen kalzifiziertem und nicht-kalzifiziertem Knorpelgewebe, gefunden. Es ist aber sehr wenig über die Rolle und den genauen Mechanismus der Pb Akkumulation in der Tidemark von normalem Knorpelgewebe und im Knochen bekannt. Noch weniger ist über mögliche Beteiligungen von Spurenelementen an Erkrankungen wie Arthrose und Osteoporose bekannt. Bei der Gelenksarthrose kann man eine Verdoppelung der Tidemark erkennen. Eine Pilotstudie hat gezeigt, dass es Unterschiede in der Akkumulation von Spurenelementen bei arthrotischem im Vergleich zum normalen Knochen gibt. Während die Pb Exposition allgemein mit einer geringen Knochendichte assoziiert wird, ist im Moment nicht genau bekannt, in welchem Abschnitt des Mineralisationsprozesses des Knochens das Pb in den Knochen eingebaut wird und ob es lokale Unterschiede in der Pb Akkumulation im Knochengewebe gibt. Ebenso wenig ist bekannt in welcher chemischen Verbindung Pb in der Tidemark von normalem Knorpelgewebe und im Knochen vorliegt. Das Ziel dieses Projektes ist die Bestimmung der Verteilung und Konzentration von Blei (Pb), Zink (Zn), Strontium (Sr) und Kalzium (Ca) mittels SR-mikro-RFA und laborgestützter mikro-RFA in Knorpelgewebe und Knochen von arthrotischen und osteoporotischen Femurköpfen. Alle Elementverteilungen werden mit Backscattered Electron Imaging Bildern der untersuchten Regionen korreliert und die Daten werden mit jenen, die von Proben gesunder Erwachsener stammen, verglichen. Des Weiteren soll die chemische Bindung von Pb im kalzifizierten Knorpel und im Knochen mit Röntgenabsorptionsspektroskopie (XANES) bestimmt werden. Wir erwarten, dass es bei Arthrose und Osteoporose eine deutliche Veränderung der Spurenelementverteilung im kalzifizierten Knorpel und Knochengewebe gibt. Die Untersuchungen werden uns helfen zu verstehen ob Pb im Knochen un Knorpel eine Rolle bei der Entwicklung von Arthrose bzw Osteoporose spielen. Weiters erhoffen wir dadurch einen tieferen Einblick in die Rolle von Spurenelementen in biologischen Mineralisationsprozessen zu bekommen.
Personen
Projektleiter_in
Christina Streli
(E141)
Projektmitarbeiter_innen
Florian Meirer
(E141)
Bernhard Pemmer
(E141)
Stephan Smolek
(E141)
Peter Wobrauschek
(E141)
Institut
E141 - Atominstitut
Förderungmittel
FWF - Österr. Wissenschaftsfonds (National)
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
Forschungsschwerpunkte
Biological and Bioactive Materials: 100%
Schlagwörter
Deutsch
Englisch
2D und 3D Elementverteilungen
2D- 3D elemental imaging
Spurenelementverteilung
trace element distribution
Knochen und Knorpel
bone and cartilage
Osteoporose
Osteoporosis
Externe Partner_innen
Institut für Synchrotronstrahlung ANKA
HASYLAB, Deutsches Elektronensynchtrotron ( DESY), Hamburg
Fondazione Bruno Kessler
Medizinuniversität Wien
Ludwig Boltzmann-Institut für Osteology
Publikationen
Publikationsliste