INSTITUTE OF LASER MEDICINE


 

 
Diplom- und Doktorarbeiten im Fach Physik:


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  1. Laseranalytik von Spurengasen
  2. Ablation von biologischem Hartgewebe mit kurzen CO2-Laserpulsen 

Studentische Hilfskraftstellen: 


 

 


Laseranalytik von Spurengasen
 

Aufgabe: 

Die Infrarot-Laserspektroskopie ist eine ausgezeichnete Methode zur schnellen und hochempfindlichen Analyse von Gasproben. Im Mittelpunkt unserer Forschung stehen die Untersuchung neuer, laserbasierter Spektroskopietechniken und die Anwendung der Infrarotspektroskopie für die Echtzeit-Analyse von Spurengasen, zum Beispiel im menschlichen Atem. Dabei geht es unter anderem darum, neue Krankheitsmarker zu identifizieren und entsprechende neue Atemtests zu entwickeln.

Die meisten flüchtigen Verbindungen, die für die medizinische Forschung von Bedeutung sind, besitzen einen charakteristischen spektralen Fingerabdruck im mittleren infraroten Spektralbereich (3-10 µm). Der empfindliche und genaue Nachweis dieses Fingerabdrucks mit Hilfe der IR-Laser Spektroskopie bietet einzigartige Möglichkeiten für die Analyse von extrem geringen Spurengaskonzentrationen, etwa Volumenanteile von eins zu einer Milliarde (ppb) oder geringer.

Um die Absorptionsspektren von Gasproben zu erhalten, entwickeln und benutzen wir hochempfindliche Nachweismethoden, wie die Cavity-Ring-Down Spektroskopie (CRDS) und die Faraday-Rotations-Spektroskopie (FRS). Die für die Spektroskopie erforderlichen modernen Infrarotlasersysteme entwickeln und testen wir in unserem Labor: CO-Laser mit durchstimmbaren Mikrowellen-Seitenbändern, Differenz-Frequenz-Laser und Quantenkaskaden-Laser.

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Mehr Informationen finden Sie auf der Homepage unserer Arbeitsgruppe.

Ansprechpartner : ,  
Standort: Geb. 25.32. Eb. 03 Zi. 31  
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Ablation von biologischem Hartgewebe mit kurzen CO2-Laserpulsen
Aufgabe: 

Schon seit Jahrzehnten wird versucht, die klassischen Werkzeuge für die Bearbeitung von Hartgewebe (Knochensäge, Fräse, Meißel) durch feinere Instrumente, z.B. Laserstrahlen, zu ersetzen. Der Lasereinsatz ist berührungsfrei, reduziert das Operationsfeld, erlaubt komplizierte Schnittgeometrien und kann gleichzeitig blutstillend wirken. Leider verursachen die in der Medizin üblichen CO2-"Laserskalpelle" nicht annehmbare thermische Schäden an hartem Gewebe. Unser Ziel ist es, das Zusammenspiel von verschiedenen physikalischen Vorgängen bei der Laserablation zu erforschen, die dazu nötigen Daten aus Experimenten zu gewinnen und einen effektiven und von thermischen Nebenwirkungen freien Laserprozeß für die Hartgewebeabtragung zu erarbeiten. Ein wesentlicher Teil dieser Arbeit ist die Entwicklung von neuartigen CO2-Lasersystemen, dessen Charakteristiken speziell für die Hartgewebeablation optimiert werden, z.B. mit einer Pulsdauer, die viel kürzer ist als die thermische Relaxationszeit des Gewebes.

Hauptaufgaben :
Vorbereitung und Durchführung von Experimenten mit dem CO2-Laser und Hartgewebe (in vitro), wie auch mit einigen anderen Materialien. Quantifizieren der Nebenwirkungen (z.B. Temperatur- und/oder akustische Messungen, Gewebebestrahlungen für histologische Untersuchungen). Entwicklung eines speziellen CO2-Lasers und der dazugehörigen Bestrahlungsaccessoires. Zum Einsatz kommen mehrere CO2-Lasersysteme (mini-TEA-, Q-switch-, und "super-pulsed"-CO2-Laser), moderne optische und elektronische Mess- und Regelsysteme. 
Voraussetzung :
Ein erfolgreich abgeschlossenes Physikstudium und das nötige Interesse an der Experimentalphysik. Vorkenntnisse in der Laserphysik, Laseranwendungen in der Medizin bzw. Materialbearbeitung wären von Vorteil. 
Beginn :
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Zunächst Bezahlung als stud. Hilfskraft, später BATIIa/2. 
Thema:
Mikroskopische Laser-Doppler-Spektrometrie.
 
 
Kurzbeschreibung :
Die Laser-Doppler-Spektrometrie ist ein schonendes, berührungsfreies 
Geschwindigkeitsmeßverfahren. Dieses Verfahren läßt sich auch im 
mikroskopischen Bereich anwenden. In dem ausgeschriebenen Projekt soll an 
einem Modellsystem die Blutflußgeschwindigkeit in kleinsten Blutgefäßen 
unter dem Einfluß von Tumormedikamenten gemessen werden. 
Bitte melden bei oder , Geb.2203 E4 Raum 36 
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© ILM September 2005