Infrarot- und Terahertz-Spektroskopie von Zahnhartsubstanzen und Blut sowie Entwicklung einer Methode zur Beurteilung der Vitalität von Zähnen mittels optischer Detektion der Pulpadurchblutung

• Applicants: Professor Dr. Sergey Ganichev; Professor Gareth Monkman, Ph.D.; Professor Dr. Gottfried Schmalz
• Subject Area: Dentistry, Oral Surgery
• Term: from 2010 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 170959228

Die korrekte Beurteilung der Vitalität der Zahnpulpa ist die Grundlage einer fachgerechten Behandlung von Pulpaerkrankungen und nach Zahntraumata. Eine zuverlässige Beurteilung der Vitalität der Zahnpulpa ist mit den heute üblichen Methoden der Nervenreizung (Sensiblitätstests) nicht möglich. In vorliegendem Projekt soll die Durchblutung der Pulpa als relevanter Parameter für ihre Vitalität optisch bestimmt werden. Allerdings ist die Pulpa allseits von Zahnhartgewebe (Dentin und Schmelz) umgeben. Ziele des Vorhabens sind daher (1) optische Untersuchungen von Zahnhartsubstanzen und Blut im Infrarot-und Terahertzbereich und (2) die Entwicklung einer Methode, mit der auf Basis der unter (1) gewonnen Informationen die Durchblutung der Zahnpulpa objektiv, sicher und für den Patient unbelastend untersucht werden kann. Die optischen Untersuchungen umfassen spektroskopische Studien der einzelnen Zahnhartgewebe (Schmelz und Dentin) sowie des Blutes in einem breiten Spektralbereich von Infrarot bis hin zu Terahertz-Wellenlängen mit dem Ziel eine Wellenlänge zu ermitteln, bei der die Zahnhartsubstanzen weitgehend transparent sind, die aber vom Blut absorbiert wird. Im zweiten Teil des Projektes sollen dann geeignete Festkörperdiodenlaser und entsprechende Detektoren ausgewählt werden, mit denen dann in einem in vitro Zahnmodell gepulstes Blut detektiert werden soll. Dazu müssen elektronische Verstärkerverfahren entwickelt werden, um den Blutdurchfluss pulssynchron zu erfassen. Schließlich soll mit den damit erhaltenen Informationen die Methode dahingehend modifiziert werden, dass entsprechende Messungen im Munde von Probanden durchgeführt werden können, wobei der Puls am Finger durch ein Pulsoximeter abgegriffen wird. Ziel dieser Untersuchungen ist es, im Sinne eines „proof of principle“ darzustellen, dass mit den gewonnen Informationen in vivo der Blutfluss der Pulpa gemessen werden kann.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Karl-Anton Hiller