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Für die Weiterentwicklung von Cochlea-Implantat-Elektroden und deren Evaluation nach Insertionsversuchen wird die exakte Bildgebung von Weichgewebe und Knochen des humanen Felsenbeins benötigt. Ein Bildgebungsverfahren zur 3D-Rekonstruktion, basierend auf seriellem Schliff in Epoxidharz eingebetteter Präparate, ist als Schliffpräparation bereits etabliert, jedoch von zeitaufwändiger, manueller Interaktion geprägt.

Das vorgestellte, automatisierte Verfahren beruht auf einem schichtweisen Abtrag eingebetteter Felsenbeinpräparate mit Mikrotom und kombiniertem Fräsaufsatz (SM2500 und SP2600, beide Leica Biosystems Nussloch GmbH, Nussloch). Hierbei ist ein Abtrag bis 1mm in 1μm-Schritten möglich. Dieser wurde mit einem externen Messtaster (Specto ST 3048, Heidenhain GmbH, Traunreut) an 100 Schichten geprüft. Eine eigens konstruierte Halterung dient der Montage des Makroskops mit angeschlossener Fünf-Megapixel-Kamera (APO Z6 und DFC 420, beide Leica Microsystems GmbH, Wetzlar) auf dem Fräsaufsatz. Die nach jedem Abtrag neu entstandene Oberfläche wird so automatisch dokumentiert.

Der geprüfte Schichtabtrag zeigte einen Fehler von 1 ±1,3µm, statt einem tolerierten Fehler von 10µm bei 100µm Abtrag im manuellen Prozess. Durch die Automatisierung konnte die Bearbeitungsdauer einer Probe mit rund 300 Schichten halbiert werden.

Die vorgestellte automatisierte Schliffpräparation ermöglicht eine deutlich verbesserte Abtraggenauigkeit, bei reduzierter Durchlaufzeit einer Probe und vergleichbarer Bildqualität. Ferner kann die Schichtdicke von aktuell 100 µm auf wenige Mikrometer verringert werden, was die Qualität und Genauigkeit dieser kombinierten Bildgebung von Hart- und Weichgewebe erhöht und so eine exakte Rekonstruktion der Anatomie, nicht nur im Bereich der Cochlea, ermöglicht.

Unterstützt durch: DFG

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.