In einem beeindruckenden Zusammenschluss von Technik und Medizin haben die Technische Universität Wien und die Medizinische Universität Wien ein 3D-gedrucktes Gehirn-Modell entwickelt, das einen neuen Weg für die Erforschung neurodegenerativer Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Multiple Sklerose ebnet. Dieses Modell, ein sogenanntes „Gehirn-Phantom“, imitiert die komplexe Struktur der Gehirnfasern und ermöglicht eine detaillierte bildliche Darstellung mittels einer spezialisierten Form der Magnetresonanztomografie (dMRT), wie die TU Wien in einer Pressemitteilung auf ihrer Webseite berichtet.
Ein Schritt vorwärts in der medizinischen Bildgebung
Die Forschung, veröffentlicht in der renommierten Fachzeitschrift „Advanced Materials Technologies“ unter dem Titel „Toward Printing the Brain: A Microstructural Ground Truth Phantom for MRI„, zeigt, wie durch den Einsatz von 3D-Drucktechnologien präzise Modelle des menschlichen Gehirns hergestellt werden können. Diese Modelle sind besonders nützlich für die Verbesserung von dMRT-Verfahren, da sie die Richtung der Nervenfasern im Gehirn bestimmen können, was bisher eine große Herausforderung darstellte.
Das Gehirn-Phantom wurde mittels einer hochauflösenden 3D-Drucktechnik, bekannt als Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP), gefertigt. Diese Methode erlaubt den Druck von Mikrostrukturen mit einer Präzision, die weit über traditionelle 3D-Druckverfahren hinausgeht. Das Ergebnis ist ein kleiner Würfel, der mit mikroskopisch kleinen, wassergefüllten Kanälen durchzogen ist, die die Nervenfasern im Gehirn nachahmen.
Zukünftige Anwendungen und Herausforderungen
Die Entwicklung des Gehirn-Phantoms markiert einen wichtigen Fortschritt in der medizinischen Forschung, insbesondere im Bereich der neurodegenerativen Krankheiten. Durch die genaue Kalibrierung der Analysesoftware der dMRT mit Hilfe des Phantoms können Forschende nun die Nervenarchitektur des Gehirns mit verbesserter Genauigkeit rekonstruieren. Dies hat potenzielle Auswirkungen auf die Planung von Operationen und die allgemeine Erforschung des Gehirns. Trotz des Erfolgs stehen die Forschungsteams vor der Herausforderung, den Druckprozess weiter zu beschleunigen, um größere Modelle effizienter herstellen zu können.
Zukunft der medizinischen Bildgebung
Das Projekt zeigt, wie innovative 3D-Drucktechnologien dazu beitragen können, die Grenzen der medizinischen Bildgebung zu erweitern und die Forschung an Krankheiten, die Millionen von Menschen weltweit betreffen, voranzutreiben. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Universitäten unterstreicht die Bedeutung der Kombination von technischem Know-how und medizinischem Fachwissen, um Lösungen für einige der komplexesten Herausforderungen im Gesundheitswesen zu finden.
