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Konstruktion eines innovativen 3D Modells des humanen Schallleitungsapparates basierend auf histologischen Schliffbildern
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Authors
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Susanne Bradel
- Medizinische Hochschule Hannover, Hannover
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Silke Besdo
- Institut für Kontinuumsmechanik, Leibniz Universität Hannover, Hannover
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Gudrun Brandes
- Institut für Zellbiologie im Zentrum Anatomie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover
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Thomas Lenarz
- Klinik für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover
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Nils Prenzler
- Klinik für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, Hannover
| Published: | March 26, 2015 |
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Zielsetzung: Die anatomisch genaue Darstellung der Gehörknöchelchenkette im 3D Modell ist für die Simulation mit dem Fokus der Optimierung von Mittelohrprothesen unerlässlich.
Methodik: Das Felsenbein eines 56jährigen Mannes wurde in ungefärbtes Epoxidharz eingebettet und mit der Feinschliffmethode mit einem Abtrag von ca. 35 µm pro Schleifgang bearbeitet. Die polierte Oberfläche der Probe wurde mit der modifizierten Färbemethode nach Mann-Dominici gefärbt, mikroskopiert und durch 20.996 Fotos in verschiedenen Vergrößerungen dokumentiert. Durch die histologische Untersuchung konnte mit dem Programm Rhinoceros® 5 (64-bit; McNeel) ein dreidimensionales Modell der Gehörknöchelchenkette inklusive Ligamente und Muskeln erstellt werden.
Zusätzlich wurde die Probe zum Vergleich vor dem Beginn des Schleifens einer µCT–Untersuchung unterzogen und ein 3D Model aller kalzifizierten Areale der Gehörknöchelchenkette erstellt.
Ergebnisse: Aus den histologischen Daten können im 3D Modell der Gehörknöchelchen alle inneren Strukturen, wie ein Blutgefäßsystem und Knorpelanteile differenziert und detailliert dargestellt werden. Zusätzlich lassen sich Weichgewebe wie Ligamente und Muskeln, sowie das Trommelfell wiedergeben.
Das aus den µCT-Daten gewonnene Modell der kalzifizierten Strukturen der Gehörknöchelchen erlaubt durch das geringere Auflösungsvermögen nicht die Darstellung des feinen Blutgefäßsystems.
Schlussfolgerung: Für die Herstellung eines optimierten Simulationsmodells der menschlichen Gehörknöchelchenkette eignet sich besonders die Feinschliffmethode, da so alle Arten von Gewebe differenziert in einem computergestützten, dreidimensionalen Modell dargestellt werden können.
Unterstützt durch: Unterstützt durch den Sonderforschungsbereich 599 „Zukunftsfähige bioresorbierbare und permanente Implantate aus metallischen und keramischen Werkstoffen“ im Teilprojekt D1 „Funktionalisierte Mittelohrprothesen“, gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG).
Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.
