Magneter i pilleform kan give ny viden om tarmsygdomme

I Aarhus har læger og ingeniører taget en ny metode i brug for at skaffe viden om tarmsygdomme. Magneter i pilleform kan afsløre tarmens tilstand og bane vejen for bedre diagnosticerings- og behandlingsmuligheder.

Patienten sluger en pilleformet magnet. Han eller hun påføres en vest med sensorer, som detekterer magnetens position igennem tarmen. En computer opsamler data fra patienten, og i løbet af få døgn har lægerne et meget detaljeret indblik i, hvordan tarmsystemet har det, og hvordan det virker. Det kan blive fremtiden på de danske hospitaler. Læger og ingeniører i Aarhus er gået sammen om at teste metoden, og de første erfaringer er positive.

Det er lykkedes os at få adgang til vigtige informationer om mave-tarmkanalen, som vi ikke før har kunnet få adgang til, siger Klaus Krogh, som er professor og overlæge med speciale i tarmsygdomme ved Aarhus Universitetshospital.

Magnetteknologi til tarmundersøgelser er foreløbig kun til forskningsbrug, men metoden kan vise sig at åbne for nye eller forbedrede diagnosticerings- og behandlingsmuligheder.

Rigtig mange mennesker oplever gener fra mave-tarmkanalen, men det er ofte svært at udrede dem og stille en klinisk diagnose. Tarmens fysiologi er meget kompleks, og i mange tilfælde mangler vi effektive diagnostiske procedurer og behandlingsformer, siger Klaus Krogh.

Supplement til kikkertundersøgeler
I dag bruger lægerne forskellige former for endoskopi eller røntgen- og scanningsundersøgelser til at udrede og tegne et klinisk billede af den enkelte patient. Med det apparatur, de har til rådighed i dag, kan de gøre en række billeddiagnostiske fund. Men de kan ikke få viden om tarmens bevægelsesmønstre over tid.

Med kikkertundersøgeler eller kameraendoskopi kan vi se, hvordan tarmen ser ud på indersiden her og nu om der for eksempel er betændelse eller tumorer. Men vi får ingen informationer om peristaltikken og dermed heller ingen viden om, hvor godt tarmen fungerer, forklarer han.

Med magnetteknologien er det ikke alene muligt at undersøge svært tilgængelige dele af tarmkanalen. Det er også muligt at kortlægge tarmens bevægelser i detaljer. Det forklarer Lars Christensen, som er tilknyttet forskningsprojektet gennem sit afgangsprojekt på Ingeniørhøjskolen i Århus.

Patienten sluger en eller flere magneter på bestemte tidspunkter. Via små sensorer registrer en computer magneternes position ti gange i sekundet, og vi kan derfor følge dem ret præcist igennem hele fordøjelsessystemet. Det giver os vigtig information om peristaltikken, og vi kan få et mere dynamisk billede af, hvordan tarmen arbejder.

Magneter identificerer tarmproblemer
Ved at se på magneternes koordinatsæt og rotation kan han beregne, hvor hurtigt magneterne passerer igennem tarmsystemet, hvordan de vender, hvordan de placerer sig i forhold til hinanden og på den måde kortlægge, hvordan tarmbevægelserne afviger fra det normale.

Lars Christensen læser til daglig sundhedsteknologi på Ingeniørhøjskolen i Århus. Han skal i løbet af det næste halve år udvikle specialdesignet software, der kan behandle informationerne fra magneterne på deres vej igennem tarmen.

Når vi kan begynde at skabe overblik over og visualisere de mange data, vi får fra magneterne, kan vi også begynde at analysere tarmens bevægelsesfrekvenser. På den måde kan lægerne få et mere nuanceret klinisk billede af den enkelte patients tarmsygdom.

Lægerne ved Aarhus Universitetshospital håber, at de på sigt kan få ny viden om tarmsygdomme og dermed forbedrede diagnosticerings- og behandlingsmuligheder.

Projektoplysninger
Projektet er et samarbejde mellem Ingeniørhøjskolen i Århus og Mave-tarm medicinsk Afdeling V, Aarhus Universitetshospital.

Kontakt
Lars Christensen, studerende, Ingeniørhøjskolen i Århus:
Peter Johansen, lektor, Ingeniørhøjskolen i Århus: 4189 3234
Klaus Krogh, professor og overlæge, Aarhus Universitetshospital: 8949 2800

Læs mere her

Studerende skaffer ny viden om kræfter i hjertet

Det er lykkedes for to ingeniørstuderende at måle styrken i senetrådene mellem hjerteklappen og hjertemusklen. Deres resultater giver ny viden om en af de hyppigst forekomne hjertesygdomme, og det vækker interesse blandt verdens førende kirurger.

To studerende ved Ingeniørhøjskolen i Århus kan simulere hjertesygdomme i en specialbygget maskine og for første gang måle på hjertemuskulaturens kraftpåvirkning af de senetråde, der sørger for, at hjerteklappen holder tæt og får blodet til at flyde den rigtige vej. Det er en viden, der kan bane vej for bedre behandling af patienter med hjerteklapsygdomme.

Det er interessant, fordi vi nu kan undersøge, hvordanden reparationsteknik, lægerne anvender i dag, påvirker hjerteklapgeometrien og kraftbalancen, siger Ann Cathrine Qvist Rasmussen fra Ingeniørhøjskolen i Århus.

Utæthed i hjerteklappen mellem venstre forkammer og hovedkammerøger hjertets belastning, og det er en af de mest almindelige hjertesygdomme i den vestlige verden. Med et kirurgisk indgreb kan man rekonstruere hjerteklappen ved at indsætte et ekstra stykke væv ved en såkaldt patch-operation. I dag har lægerne dog ingen viden om, hvilke kraftændringer dette medfører. De studerende er de første i verden til at undersøge, hvordan operationsteknikkenpåvirker kraftbalancen i hjertet.

Vi kan måle, hvordan hjertemuskulaturen påvirker mitralklappen og de senetråde, der sørger for dens ventilvirkning. Vi har undersøgt kraftbalancen i raske hjerteklapper, og efterfølgende har vi registreret de ændringer der sker, når vi gør hjerteklapperne utætte, og når vi reparerer dem igen, siger Ann Cathrine Qvist Rasmussen.

Kan bane vej for bedre behandling
De to ingeniørstuderende har gennemført en række forsøg på grisehjerter i laboratoriet med en specialbygget maskine, der kan simulere de trykforhold, som hjerteklappen udsættes for.

Som ingeniører ser vi hjertet som en pumpe og et lukket system med egen kraftbalance. Hvis vi kender de kræfter, der er på spil, kan vi komme nærmere en forståelse af, hvordan pumpen virker optimalt. Den viden kan vi bruge til at optimere den nuværende teknik til operation af hjerteklapper, siger Azadeh Rahmani.

Arbejdet med at måle kraftpåvirkninger i hjertet er en del af de studerendes afgangsprojekt på uddannelsen i sundhedsteknologi ved Ingeniørhøjskolen i Århus, og deres resultater vækker opmærksomhed hos både danske og internationalt førende hjertelæger.

Vi giver adgang til en grundlæggende indsigt i de fysiologiske forhold omkring kraftpåvirkning i mitralklappen og senetrådene, og det har stor værdi for behandlingen af patienter.På sigt kan vores viden måske bruges til at udvikle nye teknikker og værktøjer til reparation af hjerteklapfejl eller til at forudsige langtidskomplikationer, som vi ikke kender i dag, siger Azadeh Rahmani.

De to studerende har i samarbejde med hjertespecialister fra blandt andet Aarhus Universitetshospital og Harvard Universitysendt resultaterne af laboratorieforsøgene til et prestigefyldt amerikansk tidsskrift, og de håber nu på at få lov til at fremlægge deres viden på en international hjertekonference til foråret.

KONTAKT
Azadeh Rahmani, studerende, Ingeniørhøjskolen i Århus: 3063 3399
Ann-Catrhine Qvist Rasmussen, studerende, Ingeniørhøjskolen i Århus: 2021 7351
Jesper Langhoff Hønge, læge, Aarhus Universitetshospital: 2966 2264
Morten Ølgaard jensen, lektor, Ingeniørhøjskolen i Århus: 4189 3233

Læs mere her

Forskere punkterer myten om fiskeolie

Forskere er på vej med en ny indkapslingsteknologi til fiskeolie, der skal sikre de sundhedsgavnelige effekter på mennesker. I dag er langt de fleste kosttilskud på markedet værdiløse, fordi kroppens egen iltningsproces ødelægger omega-3 fedtsyrerne.

Hver dag indtager millioner af mennesker verden over de små perler med fiskeolie på grund af omega-3 fedtsyrernes gavnlige virkninger på helbredet. Imidlertid har forskere længe vist, at de sunde aktivstoffer i fiskeolien stort set aldrig opnår den tilsigtede effekt. Kosttilskuddene er meget sarte, og de bliver ødelagt langt før, de optages i kroppen. Det forklarer Ling-zhi Cheong, som forsker i indkapsling af fiskeolie ved Aarhus School of Engineering.

Vi ved, at aktivstofferne i fiskeolie har en meget lav biotilgængelighed. Omega-3 fedtsyrerne bliver ødelagt i mødet med de frie radikaler i kroppen, og på den måde mister de deres ernæringsmæssige værdi. Det kræver en hel ny indkapslingsteknologi, hvis man vil sikre en gavnlig effekt på helbredet.

De såkaldt frie radikaler opstår i forbindelse med oxidation i kroppens cellestofskifte. De beskadiger omega-3 fedtsyrernes molekylære struktur, så de stort set bliver værdiløse. Teoretisk set kan det være skadeligt at indtage oxideret fiskeolie over mange år, men der er endnu ingen undersøgelser, der kan påvise en helbredsmæssig risiko.

Man skal ikke være bekymret, hvis man har indtaget fiskeolie. Kroppen kan sagtens håndtere det. Men langt hen af vejen er det er spild af penge og meget bedre at få dækket sit behov for omega-3 fedtsyrer ved at spise fisk, siger Ling-zhi Cheong.

Hendes udsagn bakkes op af Torger Børresen, som er forskningschef ved Fødevareinstituttet. Han stod i sidste måned i spidsen for en undersøgelse, der viste, at langt de fleste fiskeolieprodukter er harske allerede før, de bliver solgt i butikkerne.

Ny indkapslingsmetode på vej
Forskere har i de seneste år arbejdet med at udvikle en indkapslingsmetode, der kan beskytte den sarte olie, så dens bioaktive stoffer bevares. Og resultaterne er lovende.

Vi har opnået markante resultater. I laboratoriet er vi i stand til at beskytte fiskeolien mod den oxidation, der svarer til iltningsprocessen i cellernes stofskifte. Vi har fundet frem til forskellige former for indkapslingsmateriale beriget med en særlig sammensætning af antioxidanter. De kan neutralisere de frie radikaler og på den måde hjælpe aktivstofferne fra olien igennem cellemembranerne og over i blodbanen, hvor de kan optages i kroppen, siger Ling-zhi Cheong.

Metoden er baseret på en enzymteknologi, som kan optimere de fysiske og kemiske egenskaber hos antioxidanterne. Antioxidanterne i fiskeoliens kapsel har desuden den positive virkning, at holdbarheden forlænges, og at smagen af fisk maskeres bedre.

Fiskeolieforskningen ved Aarhus School of Engineering er en del af aktiviteterne i et større dansk innovationskonsortium med fokus på indkapslingssystemer til fødevare- og lægemiddelindustrien.

Der vil gå endnu nogle år, før forskerne har en færdig teknologi til anvendelse i en industriel skala.

På verdensplan bliver der omsat fiskeolie for 1,6 milliarder dollar.

PROJEKTOPLYSNINGER

– Forskningsaktiviteterne ved Aarhus School of Engineering er en del af projektet MulitCaps med fokus på multifunktionel indkapslingsteknologi.
– Projektets parter er Danisco A/S, Atlantic Biotechnology Sp/f, Marine Bioproducts, Syddansk Universitet, Teknologisk Institut og Aarhus School of Engineering.
– Projektet startede i januar 2010 og har forventet afslutning i december 2013.
– Projektparterne skal opbygge en teknologiplatform til forbedring og funktionalitet af sundhedsfremmende ingredienser og til forbedring af aktivstoffers biotilgængelighed.
– Den største forskningsmæssige udfordring er at skaffe viden om vekselvirkninger mellem aktivstoffer, indkapslingsmaterialer og biologiske membraner.

SUPPLERENDE OPLYSNINGER

– Mange af fiskeoliekosttilskuddene på markedet er harske allerede før, de udsættes for kroppens oxidation. Det blev dokumenteret i en undersøgelse foretaget af DTU Fødevareinstituttet i maj måned 2011. (Kilde: BT. http://www.bt.dk/sundhed/stor-test-se-hvilke-fiskeolier-der-kan-vaere-farlige)

KONTAKT
Ling-zhi Cheong, postdoc, Aarhus School of Engineering: 8942 5284 (sprog: engelsk)

Xuebing Zu, professor, Aarhus School of Engineering: 8942 5089/ 22817648 (sprog: engelsk)

Kim Harell, Kommunikationschef, Ingeniørhøjskolen i Århus: 4189 3302 (sprog: dansk)

Aarhus School of Engineering (ASE) er den overordnede paraply for alle ingeniøruddannelser i Aarhus, herunder Ingeniørhøjskolens diplomingeniøruddannelser og Aarhus Universitets civilingeniøruddannelser og tekniske bacheloruddannelser.

Aarhus School of Engineering samler desuden de to institutioners udviklings- og forskningsaktiviteter inden for det teknisk-videnskabelige område.

Læs mere her