• 1-2 Besuche pro Semester
• Bevorzugte Regionen: Wien, Niederösterreich (bevorzugt Waldviertel, Krems, St. Pölten)
• Besucht gerne folgende Schulstufen: SEK I, SEK II
• Anfallende Kosten für die Schule: Ersatz der Fahrtkosten

Forschungsschwerpunkte

• Untersuchung von Knochenproben von Patient/innen mit Knochenerkrankungen: Patient/innen mit Knochenerkrankungen leiden oft unter häufigen Knochenbrüchen, die schon bei alltäglichen Belastungen auftreten können. In vielen Fällen geben Blut- und Röntgenuntersuchungen entscheidende Hinweise zur Diagnose und zur Behandlung der Patient/innen. Manchmal bleibt die Ursache für die Knochenbrüche jedoch unklar. In diesen Fällen wird im Krankenhaus dem/der Patient/in unter Narkose eine kleine Knochenprobe (ein sog. Biopsat) entnommen. Die Untersuchung dieser Knochenprobe kann wichtige Erkenntnisse für die Diagnose und Behandlung liefern. Zusätzlich kann das Restmaterial aus solchen Knochenproben auch wissenschaftlich weiter untersucht werden. Genau das passiert am Ludwig-Boltzmann-Institut für Osteologie in Wien. Die kleinen Knochenstücke liefern uns Forschenden nicht nur spannende Information über den mikroskopischen Aufbau des Knochenmaterials, sondern geben auch Einblicke in die Arbeit der verschiedenen Knochenzellen, die den Knochen auf- bzw. umbauen. Das ist insbesondere wichtig bei seltenen Knochenerkrankungen, über die noch wenig bekannt ist. Obwohl seltene Erkrankungen nur wenige Menschen betreffen (1 von 20000) gibt es viele solche Erkrankungen. Tatsächlich sind bis heute über 770 genetische Erkrankungen beschrieben worden, die direkt oder indirekt den Knochen verändern, jedoch sind diese Veränderung auf mikroskopischer Ebene ungenügend erforscht. Aus solchen kleinen Knochenproben können wir also sehr viel über die zugrundeliegende Knochenerkrankung lernen und damit wertvolle Informationen für die Entwicklung neuer Medikamente liefern. Und das wiederum kommt dem/der Patient/in zugute.
• Zusammenhang zwischen Struktur, Material und Funktion des Knochens: Der Knochen muss mechanischen Belastungen standhalten, denn die Schwerkraft und Muskeln üben große Kräfte auf den Knochen aus. Hält er der Belastung nicht stand, dann bricht er. Eine Besonderheit des Knochens ist, dass er trotz hoher Festigkeit und Widerstandskraft relativ leicht ist (in der Technik spricht man von „Leichtbauweise“). Wie der Knochen diese fantastischen mechanischen Eigenschaften erreicht, ist noch nicht vollständig geklärt. Generell weiß man, dass der Knochen über viele Größenordnungen in geordneten Strukturen aufgebaut ist, und jede dieser Strukturen (von den sichtbaren Millimeter-großen Trabekeln bis zu seinen kleinsten Bestandteilen, den Kollagenmolekülen, in welchen wenige Nanometer große Mineralpartikel eingelagert sind) mechanisch optimiert ist. Zusätzlich ist der Knochen ein außergewöhnliches Material, das mitwächst, ständig umgebaut wird und nach einem Bruch narbenfrei verheilen kann. Wie genau die Makro- und Mikrostruktur und die Bestandteile des Materials die Eigenschaften bestimmen, die für das „Funktionieren“ des Knochens entscheidend sind, das ist einer unserer Forschungsschwerpunkte am Ludwig-Boltzmann-Institut für Osteologie. Dazu untersuchen wir die 3D-Mikrostruktur, das Netzwerk der Zellen im Knochen, den Kalziumgehalt im Knochen, sowie die Nanostruktur von Kollagen und Mineralpartikeln und versuchen diese in Zusammenhang mit der Härte und Elastizität, also den mechanischen Eigenschaften des Materials, zu setzen. Solche Untersuchungen sind nicht nur wichtig für das generelle Verständnis der Funktion des Knochens (also für Grundlagenforschung), sondern sind auch inspirierend für die technische Entwicklung neuer, künstlicher Materialien. 

Aktuelle Projekte

• Veränderungen im Knochen bei chronischer Nierenerkrankung Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Ein Beispiel einer Erkrankung, die große Auswirkungen auf den Knochen hat, ist die chronische Nierenkrankheit, die durch einen langsamen, über Monate oder Jahre voranschreitenden Verlust der Nierenfunktion charakterisiert ist. Im Verlauf der Erkrankung kommt es schon früh zu Veränderungen des Knochen-Mineralstoffwechsels sowie des Kalzium- und Phosphathaushalts, die mit abnehmender Nierenfunktion weiter fortschreiten. Außerdem können Medikamente negative Auswirkungen auf den Knochen haben. Dies führt zu erhöhtem Knochenabbau (Knochenschwund bzw. Osteoporose), zu Mineralisierungsstörungen und damit zu einem erhöhten Risiko für Knochenbrüche. Eine frühzeitige Erkennung jener Patient/innen mit hohem Risiko für Knochenbrüche wäre klinisch äußerst wichtig. Eine Frühdiagnose von Risikopatient/innen ist jedoch oft schwierig. Um diese Diagnose zukünftig zu verbessern, untersuchen wir am Ludwig Boltzmann Institut für Osteologie Knochenproben von Patient/innen mit chronischer Nierenerkrankung. Mit der Kombination verschiedener Untersuchungsmethoden wollen wir neue Einblicke in den Zusammenhang der Architektur und Materialeigenschaften mit klinischen Markern der Erkrankung (z.B. bestimmte Marker im Blut) bei schwerer Niereninsuffizienz gewinnen und so die Früherkennung von Risikopatient/innen verbessern.
• Entwicklung individuell angepasster Knochenimplantate aus Glas-Keramik: Bei Knochendefekten nach Unfällen oder bei Erkrankungen kann ein Implantat helfen, den Knochen mechanisch zu stabilisieren. Im Rahmen eines EU-finanzierten Projekts mit dem Namen REBONE arbeiten europaweit zehn Doktorand*innen an der Entwicklung maßgeschneiderter (d.h. dem Defekt individuell angepasster) neuer Knochenimplantate aus Glas-Keramik. Dabei werden unterschiedliche Aspekte, die für die Entwicklung solcher neuen Knochenimplantate wesentlich sind, untersucht. Ausgehend von der medizinischen Bildgebung, über die chemischen, biologischen und physikalischen Grundlagen der Entwicklung von neuen Implantat-Materialien beinhaltet REBONE den 3D-Druck von Implantaten und die mechanische Überprüfung deren Funktion anhand von „in-silico“ Tests an Computermodellen. Eine dieser Doktorand*innen arbeitet am Ludwig-Boltzmann-Institut an der Auswertung von Computertomographie-Bildern von Knochendefekten und – als wichtige Basis für die Entwicklung der Glas-Keramik für den 3D-Druck – an einer Datenbank von Knochenmaterialeigenschaften. 

Auszug aus dem wissenschaftlichen Werdegang

• Diplom- und Doktorratsstudium Physik an der Universität Wien
• Postgraduelle Ausbildung "Akademisch geprüfte Medizinphysikerin" an der Universität Wien
• mit kurzer Unterbrechung seit 1997 wissenschaftliche Mitarbeiterin des Ludwig-Boltzmann-Instituts für Osteologie