Erfassung von Zellbewegungen mittels Bildkorrelation digitalholografisch rekonstruierter Mikroskopaufnahmen

In Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Münster - Poliklinik für Zahnärztliche Prothetik und Werkstoffkunde

Bei den experimentellen Techniken des „bone tissue engineering“ und der „bone regeneration“ werden in vitro Zellen auf bzw. in einer Matrix / Biomaterial kultiviert und anschließend in den Knochendefekt transplantiert. Bisherige Untersuchungen lassen vermuten, dass sich durch eine trägermaterialfreie in-vitro-Kultivierung von Zellen eine deutlich verbesserte Regeneration erzielen lässt. Hierzu werden auch Zell-Mikromassenkulturen, sogenannt Zell-Spheres, aus Hartgewebszellen generiert, deren dynamisches Verhalten quantitativ analysiert werden soll.

Die digitalholografische Mikroskopie ist ein relativ neues Verfahren zur Beobachtung lebender Zellen. Während bei der klassischen Lichtmikroskopie die Tiefenschärfe üblicherweise stark begrenzt ist, bieten digitalholografische Verfahren die Möglichkeit, durch vollständige Rekonstruktion der transmittierten Welle, Amplituden- und Phasenbilder nachträglich numerisch zu fokussieren. Auf diese Weise können also Zellen, obwohl sie sich unterschiedlich tief im (transparenten) Medium befinden, anhand einer einzigen holografischen Aufnahme scharf abgebildet werden.

Dies soll in Kombination mit einem zweidimensionalen Korrelationsverfahren genutzt werden, um Zellbewegungen bei der Sphere-Bildung gleichzeitig in verschiedenen Ebenen zu erfassen. Im Rahmen der Bachelorarbeit soll untersucht werden, wie groß die Defokussierung bei der Hologrammaufnahme ausfallen darf, um noch eine numerische Rekonstruktion von für das Korrelationsverfahren ausreichender Qualität gewährleisten zu können. Neben Grundkenntnissen auf dem Gebiet der angewandten Optik sind grundlegende Programmierkenntnisse von Vorteil.

Ansprechpartner:
Priv.-Doz. Dr. rer. nat. Dieter Dirksen
(dieter.dirksen(at)uni-muenster.de)