Nyt center skal ændre forståelsen af knoglers styrke

Hvert år rammes tusindvis af mennesker af knoglebrud, selv om deres knoglemasse ikke nødvendigvis er markant lav. Det peger på, at vi endnu ikke fuldt ud forstår, hvad der afgør, om en knogle holder eller giver efter.

Med etableringen af Danish Structural Imaging and Biomechanics Analysis Resource (DanSIBAR) får forskere mulighed for at undersøge knogler og andet væv med en ny grad af præcision.

Centret forankres ved Klinisk Institut på Syddansk Universitet i Odense og opbygges som en avanceret forskningsinfrastruktur, der samler 3D-billeddannelse, mekaniske styrkemålinger og molekylære analyser i én samlet platform.

Ifølge Alexander Rauch, lektor ved Klinisk Institut og leder af projektet, har forskningen i mange år haft et blindt punkt:

- Vi har længe kunnet måle, hvor meget knogle der er. Men vi har manglet et mere detaljeret billede af, hvordan knoglen reagerer under belastning, og hvad der sker i de områder, hvor den svækkes.

Han peger på, at netop denne sammenhæng mellem struktur, styrke og biologiske processer er afgørende for at forstå, hvorfor nogle knogler brækker lettere end andre.

Når målinger ikke fortæller hele historien

I dag vurderes risikoen for knoglebrud primært ud fra knoglemineraltæthed. Men en betydelig andel af bruddene sker hos personer, hvor bruddet ikke alene kan skyldes lav knogletæthed.

Det tyder på, at knoglens mikrostruktur og materialeegenskaber kan spille en større rolle, end man hidtil har kunnet dokumentere.

DanSIBAR skal give mulighed for at analysere netop dette ved at kombinere flere teknologier i samme prøve. Forskerne kan blandt andet:

• foretage højopløselige 3D-scanninger af vævets indre struktur
• teste, hvor stor belastning vævet kan modstå
• udtage mikroskopiske områder og analysere proteiner og genaktivitet

Det særlige er, at analyserne kan kobles direkte til hinanden. Man kan med andre ord undersøge, om de områder, der ser svage ud i en 3D-scanning, også er dem, hvor de biologiske processer har ændret sig.

Eva Maria Wölfel, biomedicinsk ingeniør og medansøger til DanSIBAR, understreger, at denne kobling har manglet:

- Når vi kan forbinde det, vi ser i en 3D-scanning, med vævets faktiske styrke og de molekylære forandringer i præcis det samme område, får vi et langt mere præcist billede af de mekanismer, der fører til brud.

Hun forventer, at det vil give et stærkere grundlag for både risikovurdering og udvikling af behandlinger.

Perspektiver ud over knogleskørhed

Selv om knogleskørhed er et oplagt anvendelsesområde, rækker perspektiverne videre. Mange sygdomme påvirker vævets struktur og mekaniske egenskaber, også selv om der i dag kun er begrænsede muligheder for at vurdere disse egenskaber klinisk.

Teknologien kan derfor også anvendes i forskning i blandt andet åreforkalkning, diabetes, aldringsprocesser og udvikling af implantater. Fælles for disse områder er behovet for at forstå, hvordan vævets opbygning hænger sammen med dets funktion.

For Alexander Rauch er ambitionen klar:

- Ambitionen er at skabe en sammenhængende forståelse af, hvordan vævets opbygning hænger sammen med dets funktion. Den viden er afgørende, hvis vi skal udvikle mere målrettede behandlinger.