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Forschen
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TUMcampus 1/13
Fabienne Kleinmichel (l.) und Nadja Wojtas im Zellkulturlabor
Zwischen Zahnrädern
und Zellen
Fächerübergreifend zu arbeiten, wird in der komplexen
Welt der Wissenschaft immer wichtiger.
Ein Beispiel für eine gelungene Kooperation liefern
zwei junge Frauen aus der TUM: Nadja Wojtas,
Medizindoktorandin in der experimentellen plastischen
Chirurgie, Klinik für Plastische Chirurgie und
Handchirurgie der TUM, und Fabienne Kleinmichel,
Maschinenbaustudentin am Lehrstuhl für Maschinenelemente.
Gemeinsam machen sie Methoden
aus dem Maschinenwesen für die Anwendung in
der Medizin tauglich.
Nadja Wojtas erforscht die Entstehung von Osteoporose.
An dieser krankhaften Verschiebung im Knochenstoffwechsel
leidet rund ein Viertel der deutschen Bevölkerung
über 50 Jahre. Bei Osteoporose ist das
Gleichgewicht zwischen den knochenabbauenden
Osteoklasten und ihren Gegenspielern, den knochenaufbauenden
Osteoblasten, gestört. Faktoren wie Hormone
oder auch Krankheiten und Medikamente können
Gründe dafür sein.
Wie ihre selbst gezüchteten Osteoklasten unter verschiedenen
Umwelteinflüssen am Knochen knabbern,
untersucht die Doktorandin an Dentinplättchen. Um die
resorptive Funktion zu quantifizieren, suchte sie nach einem
Gerät, das die mikroskopisch kleinen Oberflächenstrukturen
(Lakunen) digital und dreidimensional erfassen
kann.
Ein Zufall führte sie an den Lehrstuhl für Maschinenelemente
(auch Forschungsstelle für Zahnräder und
Getriebebau, FZG, genannt), wo Fabienne Kleinmichel
mit einem Infinite-Fokus-Gerät die Topografie von
Zahnradflanken und Maschinenelementen vermisst.
Gemeinsam entwickelten die FZG und die Plastische
Chirurgie ein interdisziplinäres Projekt, in dem sich das
Wissen über Infinite-Fokus-Mikroskopie mit medizinbiologischer
Expertise verbindet. Fabienne Kleinmichel
bearbeitete das Projekt als Bachelorarbeit, fachlich
unterstützt von Nadja Wojtas. So sollte es möglich
sein, die Spuren der Knochenresorption dreidimensional
zu quantifizieren und gleichzeitig die Möglichkeiten
der Infinite-Fokus-Mikroskopie weiter zu erforschen.
Mit dieser Art der Mikroskopie lassen sich Oberflächen
von Objekten wie Zahnrädern oder Kupplungsbelägen
dreidimensional darstellen. Sowohl Topografie als
auch Form und Rauheit der Proben werden berührungslos
und in hoher Auflösung bestimmt – mit bis zu
100 Millionen Punkten pro Messung.
Dass sich das Verfahren nicht nur zur Vermessung von
Maschinenelementen eignet, zeigt das Projekt der beiden
jungen Wissenschaftlerinnen: Fabienne Kleinmichel
konnte mit dem Verfahren die Resorptionslakunen der
Osteoklasten, deren Volumina und Flächenanteile auf
den Dentinplättchen nachweisen. Im Rahmen der Messungen
führte sie Nadja Wojtas in das Gebiet der Oberflächen-
und Werkstoffanalyse ein, im Gegenzug erlernte
sie selbst grundlegende Fähigkeiten auf dem Gebiet
der Zellkultur und sammelte wertvolle Erfahrungen mit
zellbiologischen Methoden.
Das gemeinsame Herangehen, die gegenseitige Anleitung
und Hilfe waren ein großer fachlicher und auch
persönlicher Gewinn, darin sind sich die beiden Nachwuchswissenschaftlerinnen
einig: »Es war spannend,
das eigene Fachgebiet auch aus einer anderen Perspektive
zu betrachten. Wir haben sehr viel dazugelernt.«
Alexander Weigl