Spektroskopie zeigt Anfangsstadien der Arthrose

Die nichtentzündliche Gelenkserkrankung Arthrose gehört zu den Volkskrankheiten und häufigsten Ursachen für Gelenkschmerzen. Schätzungsweise 80 Prozent aller über 50-Jährigen sind von den schmerzhaften Knorpelveränderungen in Knie-, Hüft- oder Fingergelenken betroffen.

Mit herkömmlichen Verfahren können die Knorpelschäden erst in späteren Stadien diagnostiziert werden. Mediziner am Universitätsklinikum Jena (UKJ) haben jetzt in Zusammenarbeit mit Technikern ein verletzungsfreies Verfahren zur Diagnose der Arthrose im Anfangsstadium entwickelt.

„Bisher konnten die durch Arthrose verursachten Gelenkschäden erst zu einem Zeitpunkt erkannt werden, bei dem der Abbau und die Veränderungen des Knorpelgewebes bereits weit fortgeschritten waren“, erklärt Prof. Dr. Dr. Gunther Hofmann, Direktor der Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie am UKJ.

„Die Unterscheidung von gesundem Knorpelgewebe und den ersten Stadien einer Arthrose war mit den bislang eingesetzten Verfahren faktisch nicht möglich.“ Dies aber sei wichtig für den Einsatz geeigneter Präventions- und Therapiemaßnahmen, die die Gelenkveränderungen so zu einem frühen Zeitpunkt stoppen und eine dauerhafte Schädigung verhindern könnten.

Derzeit erfolgt die Diagnose in der Regel durch eine Arthroskopie auf der Grundlage des optischen Eindrucks und des Betastens (Palpieren) des Knorpels. Die Jenaer haben zur Steigerung der Aussagefähigkeit das für die Arthroskopie verwendete Endoskop um ein Instrument für Infrarot-nahe Spektroskopie (NIRS) ergänzt und so Messdaten zur molekularbiologischen Beschaffenheit des Knorpels gewinnen können. In einer aktuell veröffentlichen Studie wiesen die Jenaer jetzt nach, dass sich so Gelenkschäden im Vergleich zu anderen Verfahren wie Röntgen, MRT und Arthroskopie wesentlich früher erkennen lassen.

„Durch den Einsatz von NIRS haben wir bei den untersuchten Patienten Anfangsstadien der Arthrose erkennen können, die mit anderen Methoden unerkannt geblieben sind“, so Prof. Hofmann. Grundlage für diese Aussagekraft sind die durch Infrarot-nahes Licht erkennbaren Veränderungen auf molekularer Ebene. „Wir wissen, dass die bei Arthrose auftretenden Schäden durch Störungen des Knorpelstoffwechsels verursacht werden, so dass sich die erkrankten Knorpel in ihrer biochemischen Zusammensetzung wesentlich von gesundem Gewebe unterscheiden“, so Hoffmann. Der Einsatz von NIRS zeigt solche Veränderungen, die in Verbindung mit weiteren Parametern wie Bewegungsfähigkeit der Gelenke und Schmerzintensität Aussagen über das Vorliegen früher Stadien der Arthrose ermöglichen. Die Ergebnisse dieser Studie wurden jetzt im Journal „Pathophysiology 17(2010)“ publiziert.

„Das von uns entwickelte NIRS-gestützte Verfahren bringt für den Patienten keine Belastungen mit sich und verlängert die Dauer einer Arthroskopie nur um durchschnittlich vier Minuten“, beschreibt der Unfallchirurg Hofmann den geringen Aufwand für die Diagnoseerweiterung.

„Unsere in der aktuellen Studie gewonnenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass NIRS künftig hilfreich sein könnte, um die Früherkennung der Arthrose verbessern zu können“, so Hofmann weiter. „Dafür müssen jetzt in größeren Studien weitere Untersuchungen folgen.“

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Dr. Gunther Hofmann
Direktor der Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie,
Universitätsklinikum Jena
07740 Jena
Tel.: 03641/9322901
E-Mail: gunther.hofmann[at]med.uni-jena.de
NIRS
Die Infrarot-nahe Spektroskopie (near infrared spectroskopy – NIRS) ist eine chemische Analysentechnik auf Basis der Spektroskopie, bei der Daten anhand der Reflexion und Absorption von Infrarot-nahem Licht im Bereich zwischen 1150 und 1475 nm gemessen werden können.

Da unterschiedliche Molekülstrukturen hier zu unterschiedlichen Spektren führen, lassen sich so Aussagen über die Beschaffenheit von Geweben auf der molekularen Ebene treffen.