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Modell zur intravitalen, nicht-invasiven Bestimmung metabolischer Parameter wie pH und pO2 zur Evaluation temporaler Gradienten intramedullärer Gefäße
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Veröffentlicht: | 11. November 2003 |
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Fragestellung
Metabolische Parameter wie pO2 und pH spielen eine entscheidende Rolle bei der Induktion von Wachstumsfaktoren/Zytokinen. Beispielsweise werden angiogenetische Prozesse im Rahmen eines Knochensubstanzdefektes, aber auch bei ossärer Tumormetastasierung, durch spezifische Zytokine/ Wachstumsfaktoren wie dem Vaso-Endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) reguliert. Als dominierend induzierender Parameter zur VEGF Expression gilt dabei ein hypoxischer Gradient und niedriger pH Wert. Trotz der zentralen Bedeutung dieser Parameter ist durch die bisher zur Verfügung stehenden Untersuchungsmethoden eine kontinuierliche, nicht-invasive in vivo Analyse des metabolischen Umfeldes intramedullär nicht möglich gewesen.
Methoden
Zur Bestimmung von pH und pO2 etablierten wir eine Fluoreszenz Mikroskop Technik im Femurwindow, welche es uns ermöglicht, hochauflösend, kontinuierlich, nicht-invasiv in vivo zu messen. Zur Sauerstoffmessung verwenden wir die Phosphoreszenz Quenching Microscopy (PQM). Basis dieser Technik ist die duale Methode der Deaktivierung exzitierter Porphyrin Moleküle. Die Messung von pH Werten erfolgte mittels Fluorescence Ratio Imaging Microscopy (FRIM), basierend auf der Kombination von fluoreszenzmikroskopischen Prinzipien und den Prinzipien der Ratio-Spektroskopie.
Ergebnisse
PQM und FRIM sind geeignet, eine kontinuierliche, nicht-invasive in vivo Beobachtung von pH und pO2 intramedullär durchzuführen.
Schlussfolgerungen
PQM und FRIM ermöglichen das Monitoring physiologischer und pathophysiologischer Parameter im Femurwindow.