Knochenstoffwechsel

Ein Forschungsschwerpunkt der Klinik für Nuklearmedizin

Projekt

Positronenemissionstomographische Quantifizierung des Knochenstoffwechsel mit Fluor-18 beim Miniaturschwein

Projektleiter

Dr. Winfried Brenner, Klinik für Nuklearmedizin

Kooperationspartner

Frau Dr. Scholz-Ahrens, Prof. Dr. Schrezenmeir
Institut für Physiologie und Biochemie der Bundesanstalt für Milchforschung, Kiel

Prof. Dr. C.-C. Glüer, Klinik für Radiologische Diagnostik

Projektbeschreibung

Konventionelle nuklearmedizinische Methoden zur Darstellung des Knochenstoffwechsels lassen als semiquantitative Verfahren mit hoher Variationsbreite der Normalwerte eine sichere Beurteilung eines pathologischen Stoffwechsels sowie effektive Nachsorgeuntersuchungen nur bedingt zu. Mittels der Positronenemissionstomographie (PET) soll eine exakte Quantifizierungsmethode für den Tracer Fluor-18 (F-18) entwickelt werden, um erstmals eine direkte nicht-invasive Methode zur Erfassung von Kurzzeitveränderungen des Knochenumbaus zu etablieren. Hierzu soll der Knochenstoffwechsel an gesunden Miniaturschweinen (Referenzkollektiv) sowie an Tieren mit verschiedenen definierten Veränderungen des Knochenstoffwechsels, z.B. nach Ovarektomie oder Langzeitglukokortikoidbehandlung, untersucht werden.

Als Stoffwechselparameter für die Osteoblastentätigkeit wird die Anlagerung von F-18 an neugebildeten Knochen mit Hilfe dynamischer Bildsequenzen über 90 min p.i. gemessen. Mittels transmissionsgestützter Absorptionskorrektur sowie durch arterielle und venöse Blutentnahmen ist eine genaue Erfassung der Tracerkinetik möglich, um so anhand eines Mehrkompartmentmodells den Knochenuptake von F-18 absolut zu quantifizieren. Darüberhinaus kann mit Hilfe von Kinetikanalysen innerhalb der methodischen Grenzen von hoher Genauigkeit einerseits und Robustheit und Einfachheit der Methode andererseits ein möglichst alltagstaugliches Kinetikmodell für die klinische Anwendung am Patienten erarbeitet werden. Die Validierung der Methode erfolgt anhand einer Korrelation mit der Knochenappositionsrate nach Tetrazyklinmarkierung im histologischen Präparat (Goldstandard der direkten invasiven Analyse). Ferner werden die PET-Daten mit Markern des Knochenturnovers wie Knochen-alkalische Phosphatase und Crosslink-Ausscheidung korreliert (nicht-inavasive indirekte Parameter).

Das beschriebene Projekt ist Bestandteil des Forschungsschwerpunktes "Induktion, Adaptation und Degeneration von Binde- und Stützgeweben" der CAU Kiel.