Beitrag der Mikro-CT zum 3R-Prinzip am Beispiel eines in-vivo und ex-vivo Modells:

Die Etablierung neuer Tiermodelle ermöglicht die Erforschung von Krankheitsverläufen und neuen Therapiemöglichkeiten. Der Einsatz bildgebender Verfahren erlaubt hierbei, die Zahl der notwendigen Versuchstiere zu reduzieren. Daher war es Ziel dieser Dissertation, ein neues Tiermodell für die longitudinale Evaluation zerebraler Vasospasmen nach Subarachnoidalblutung in der Maus zu etablieren. In diesem Tiermodell sollte mithilfe nicht-invasiver Bildgebung (Computertomographie) die Induktion einer subarachnoidalen Blutung verifiziert werden, sowie unter Anwendung der digitalen Subtraktionsangiographie longitudinal die Veränderungen der Durchmesser der großen zerebralen Arterien untersucht werden.

Im Gegensatz zu bereits publizierten Studien zur Erforschung zerebraler Vasospasmen sollte mit diesem Modell die Tierzahl reduziert werden. Um dies zu erreichen wurden die einzelnen OP-Techniken zunächst an Tieren ex vivo erlernt und optimiert, da sowohl bei der Implantation eines Vena-Jugularis-Katheters, als auch bei der Induktion einer Subarachnoidalblutung eine hohe Komplikationsrate besteht. Anschließend wurden die erlernten Techniken an 30 C57BL/6 Mäusen angewandt und über einen Zeitraum von zwei Wochen digitale Subtraktionsangiographien durchgeführt. Dies ermöglichte eine longitudinale Evaluation der Durchmesser der großen zerebralen Gefäße.

Mittels kontrastmittelgestützter Computertomographie nach Fadenperforation konnten wir das Ausmaß einer SAB in der Maus bestimmen. Anhand dieser Daten konnte ein Score entwickelt werden, welcher sowohl eine hohe signifikante Korrelation mit dem an Tag 1 ermittelten Neuroscore aufweist (rsp=0,803; p<0,001), als auch einen prognostischen Faktor in Bezug auf das Überleben der Tiere zeigt (rsp=-0,71; p<0,001). Die jeden zweiten Tag durchgeführte digitale Subtraktionsangiographie erlaubte eine Quantifizierung der zerebralen arteriellen Vasospasmen in der Maus. Die maximalen Gefäßkontraktionen waren an den Tagen 3 und 5 zu detektieren. Im weiteren Verlauf waren die Spasmen langsam regredient. Zusätzlich wurde eine Perfusionsmessung aus den Daten der digitalen Subtraktionsangiographien versucht. So konnten Perfusionsdefizite ermittelt werden, sowie eine negative Korrelation der cerebralen Perfusion an Tag 5 und dem Überleben festgestellt werden (rsp=-0,54; p=0,004). Des Weiteren konnten in 3 Mäusen Pseudoaneurysmen an der Perforationsstelle detektiert werden. Die Etablierung dieses Tiermodells bietet die Möglichkeit, mit einer geringeren Tierzahl zerebrale Vasospasmen in der Maus zu untersuchen. Durch die Erweiterung des Einsatzbereiches der Mikro-CT konnte zusätzlich zur Evaluation der zerebralen Vasospasmen ein prognostischer Score etabliert werden, eine Auswertung von Perfusionsdaten erfolgen, sowie erstmals Pseudoaneurysmen in der Maus in vivo detektiert werden. Dies bietet die Grundlage für weiterführende Versuchsvorhaben. Die zweite im Rahmen dieser Dissertation eingereichten Arbeit befasst sich mit der computertomographischen Untersuchung dentaler Referenzproben für Vergleichsaufnahmen mit der optischen Kohärenztomographie. Hierfür wurden humane extrahierte Prämolaren und Molaren mit drei verschiedenen Glattflächenversieglern (Light BondTM Sealant, Pro Seal® und Opal® Seal) behandelt und deren Schichtdicke mithilfe der Mikro-CT bestimmt. Aufgrund der mangelhaften Auflösung der Mikro-CT im zweistelligen Millimeterbereich ist die exakte Ausmessung der auf die Zahnproben aufgetragenen Versieglungen unpräzise. Die Messwerte anhand der computertomographischen Aufnahmen weichen deutlich von den Messwerten anhand der OCT ab (Pro Seal®: OCT =656µm, µCT =710µm; Light BondTM: OCT =645µm, µCT =610µm; Opal® Seal: OCT =722µm, µCT =690µm). Die Messwerte der OCT wurden zusätzlich mittels lichtmikroskopischer Messungen bestätigt. Dennoch bleibt die Mikro-CT eine wichtige Bildgebungsmodalität für die zahnmedizinische Forschung. Durch diese Anwendungsmöglichkeit ex vivo ist ein Verzicht auf Tierversuche für viele Fragestellungen möglich. Beide hier vorgestellten Arbeiten tragen durch den erfolgreichen Einsatz nicht invasiver bildgebender Verfahren zur langfristigen Senkung der Versuchstierzahlen bei. Zusammenfassend konnte durch die erfolgreiche Etablierung der Mikro-CT in den hier vorgestellten Studien die Anwendungsmöglichkeiten eines industriellen Röntgendurchleuchtungsgerätes in der präklinischen Forschung erweitert werden.