Alle Beiträge von Minge

Seltene Erden und verlgeichbare Mineralien: Die Rohstoffe des digitalen Zeitalters

Physik, Chemie, Technik

(Helmholtz-Zentrum) Kritische Rohstoffe wie Kupfer, Kobalt oder Seltene Erden sind von strategischer Bedeutung für die europäische Wirtschaft. Jedoch kommen viele dieser Metalle in ihren Lagerstätten als immer kleinere Erzkörnchen vor – zu klein für die gängige Abtrennung durch Flotation. In dem Projekt FineFuture will ein Konsortium mit 16 Partnern aus Industrie und Wissenschaft die Phänomene bei der Flotation sehr feiner Mineralpartikel erforschen und neue technologische Lösungen dafür entwickeln. Die EU fördert das auf drei Jahre angelegte Vorhaben mit über 6,2 Millionen Euro. Die Koordination von FineFuture liegt beim Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).

Europas Anteil an der weltweiten Bergbauproduktion liegt aktuell bei gerade einmal drei Prozent – noch um 1900 waren es 40 Prozent. Doch eine Trendwende zeichnet sich ab. Steigende Preise und die weltweit wachsende Nachfrage nach strategisch bedeutsamen, technologisch interessanten Metallen sind dafür verantwortlich. Damit rücken zunehmend Vorkommen in den Fokus der Bergbauindustrie, deren Abbau bislang als unwirtschaftlich galt: Gering konzentriert und fein verteilt sind die gewünschten Erze im Gestein, der technische Aufwand zu ihrer Gewinnung ist enorm.

„Das Thema Rohstoffe lässt sich nur auf europäischer Ebene bearbeiten“, betont Prof. Kerstin Eckert vom HZDR-Institut für Fluiddynamik, die das gesamte Projekt koordiniert: „Mit den im Konsortium gebündelten Kompetenzen haben wir die Chance, substanzielle Verbesserungen bei der Ausbringungs- und Verwertungsquote zu erreichen.“ In FineFuture arbeiten Partner aus insgesamt elf Ländern zusammen; sie wollen fortschrittliches Anlagendesign und Prozessinnovationen so kombinieren, dass die Verwertungsquote gegenüber dem heutigen Stand um 30 Prozent steigt. Effizientere Verfahren mit weniger Prozessschritten sollen zudem den Wasser- und Energieverbrauch sowie den Eintrag von Chemikalien in die Umwelt reduzieren.

Was ist Flotation?
„Die Schaumflotation ist die wichtigste Methode in der Montanindustrie, um aus Erzen wertvolle Rohstoffe zu gewinnen“, erklärt Dr. Martin Rudolph vom Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF), das zum HZDR gehört. „Bei Korngrößen unter 20 Mikrometern – das ist nicht einmal halb so dick wie ein Menschenhaar – gerät die derzeitige Technologie jedoch an ihre Grenzen.“ Die Schaumflotation nutzt die unterschiedlichen Oberflächen-Eigenschaften von Mineralpartikeln. Führt man einer Flüssigkeit mit fein gemahlenen Partikeln Gasblasen zu, haften die Blasen an Teilchen mit hydrophober, das heißt wasserabstoßender Oberfläche. Diese steigen mit den angehängten Luftblasen nach oben und bilden eine Schaumschicht, die abgeschöpft werden kann. Auf den jeweiligen Wertstoff zugeschnittene Reagenzien sorgen dafür, dass die „richtigen“ Körnchen in den Schaum gelangen. Andere Hilfsstoffe befördern das Absinken der unerwünschten Partikel oder stabilisieren den wertvollen Schaum. Faktoren wie zugeführte Gasmenge und Blasengröße, Turbulenzgrad der Strömung, verwendete Reagenzien und Anhaftungsenergien bestimmen die Ausbeute.

„Doch wie bringt man staubfeine Teilchen und Blasen auf Kollisionskurs?“, fragt Rudolph, der am HIF die Abteilung Aufbereitung leitet. „Wie wirken sich unterschiedliche Reagenzien im Gesamtprozess aus? Und wie lassen sich unerwünschte Teilchen aus dem Schaum entfernen?“ Noch viele grundlegende Fragen sind zu beantworten, damit sich künftig auch Mineralpartikel im Größenbereich von 0,1 bis 20 Mikrometer im industriellen Maßstab separieren lassen. Eine solche Technologie wäre ebenso für die Rohstoff-Gewinnung aus Althalden oder beim Recycling von großer Bedeutung.

Feinschaum im Computermodell
Die Forschungen der neun akademischen Projektpartner richten sich vor allem darauf, die Mechanismen und Mikroprozesse der Feinpartikel-Flotation zu ergründen: Zwei der insgesamt neun Arbeitspakete widmen sich den physikalisch-chemischen und hydrodynamischen Aspekten im Aufbereitungsprozess. Dabei geht es um Bindungsmechanismen und Schaumverhalten der Wertstoff-Partikel sowie um turbulente Strömungen im Flotationstank. Letztere beeinflussen die Kollisionsfrequenz von Partikeln und Blasen: Nur wenn Luftblasen und hydrophobierte Mineralkörnchen in Kontakt kommen, ist eine Anhaftung überhaupt möglich.

Gleich drei Gruppen am HZDR arbeiten daran, die Ausbeute bei der Feinpartikel-Flotation zu verbessern: Neben dem Team von Kerstin Eckert sind dies Kollegen aus dem Bereich numerische Strömungssimulation sowie eine Arbeitsgruppe um Martin Rudolph. Mit Modellexperimenten, neu entwickelten Messverfahren und Computersimulationen untersuchen sie die Wechselwirkungen zwischen Partikeln, Flüssigkeit und Gasblasen sowie die Strömungsverhältnisse in dem von außen nicht einsehbaren Flotationsbad.

Ein Plus für die Umwelt
Aus den Forschungsergebnissen wollen die Partner Lösungsansätze ableiten wie etwa innovative hydrodynamische Konzepte, mit denen sich die Kollisionswahrscheinlichkeiten zwischen Blasen und Feinteilen erhöhen lassen. Hier bringen die Hersteller von Flotationszellen Know-how und Technik ein. Neue Erkenntnisse zu den Wechselwirkungen an den Grenzflächen wollen die Forscher nutzen, um mit optimierten Reagenzien die Anhaftung kleinster Wertstoff-Partikel an die Gasblasen zu verbessern. Die neu entwickelten Technologien werden dann in simulierten Umgebungen, im Labor sowie in Pilotanlagen getestet und optimiert.

Neben führenden europäischen Forschungseinrichtungen sind sieben Unternehmen aus dem Bergbau, der Aufbereitungsindustrie und dem Anlagenbau an FineFuture beteiligt, darunter die polnische Firmengruppe KGHM – einer der weltgrößten Bergbau-Konzerne und Kupferminen-Betreiber – sowie drei weitere Rohstoff-Unternehmen. Diese erhoffen sich nicht nur höhere Gewinnungsraten, sondern auch nachhaltigere Prozesse und geringere Flotationsrückstände. Zudem schlummern in vielen Halden noch wertvolle Feinpartikel, die sie nutzbar machen wollen. Das könnte Deponien verkleinern und so Landverbrauch und Umweltgefahren reduzieren. Mit an Bord ist auch die BASF als Hersteller von Flotations-Chemikalien. Sie sucht nach optimierten Reagenzien, die sparsamer, effektiver und damit umweltfreundlicher sind.

 

Künstliche Intelligenz, Maschinelles Lernen und Data Science

Computer, TV, Medien

(Universität Saarland) Sie bereiten komplexes Datenmaterial auf, analysieren es mit Verfahren der Statistik und der Künstlichen Intelligenz, um daraus bisher unbekannte Trends und Fakten zu berechnen. Solche Spezialistinnen und Spezialisten sind nicht nur auf dem Arbeitsmarkt sehr umworben. Schon jetzt bleiben tausende gut bezahlter Stellen unbesetzt. Die Universität des Saarlandes führt daher zum kommenden Wintersemester den Bachelor- und Masterstudiengang „Data Science and Artificial Intelligence“ ein. Darin lehren renommierte Expertinnen und Experten aus den Forschungsinstituten des „Saarland Informatics Campus“ anwendungsnah die Verfahren der Gebiete Data Science, Künstliche Intelligenz, Maschinelles Lernen und Big Data.

Ab dem kommenden Wintersemester wird die Fachrichtung Informatik der Universität des Saarlandes den auf sechs Semester angelegten Bachelor-Studiengang „Data Science and Artificial Intelligence“ anbieten. Ab August bis Ende September könnten sich Studierende einschreiben. Bewerbungsfrist für den internationalen Master ist der 15. Juni. Es können aber auch Bewerbungen danach akzeptiert werden.

„Künstliche Intelligenz kommt inzwischen überall zum Einsatz, beim Online-Shopping, beim Autonomen Fahren und in der medizinischen Datenanalyse“, erklärt Jens Dittrich, Informatikprofessor und Leiter der Gruppe „Big Data Analytics“ an der Universität des Saarlandes. Besonders beim automatisierten Übersetzen sehe man, so Dittrich, welche Fortschritte die Künstliche Intelligenz in den letzten Jahren gemacht habe. Das gelte auch für die sogenannte Datenwissenschaft (Data Science). Da die Datenberge inzwischen in jeder Branche wachsen (Big Data), ist sie in den Vordergrund gerückt. Denn der Schwerpunkt der „Data Science“ liegt nicht nur auf den Daten selbst, sondern auch auf der Art und Weise, wie sie verarbeitet und mit Hilfe von Methoden der Künstlichen Intelligenz und des Maschinellen Lernens aufbereitet und ausgewertet werden.

„Im neuen Studiengang lernen die Studierenden, wie man Probleme so analysiert, dass man sie mit Verfahren aus den Gebieten Artificial Intelligence und Data Science automatisiert lösen kann“, erklärt Dittrich und führt weiter aus: „Damit sie die Verfahren wirklich als Werkzeuge verwenden und nicht nur als theoretische Konstrukte begreifen, arbeiten sie schon früh an Problemen aus der Praxis.“ Dazu habe man bereits Vereinbarungen für Anwendungsfächer mit anderen Fachrichtungen wie der Computerlinguistik, Physik, den Materialwissenschaften, der Chemie, der Psychologie und der Biologie abgeschlossen. Weitere sind geplant.

Dittrich hat den neuen Studiengang mit einer Gruppe von Expertinnen und Experten aus den benachbarten Informatikinstituten und der Computerlinguistik konzipiert. Sechs weltweit renommierte Forschungseinrichtungen, darunter das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), das CISPA-Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit und die beiden Max-Planck-Institute für Informatik und Softwaresysteme, gehören zum „Saarland Informatics Campus“, auf dem mehr als 800 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten. Für Dittrich ist gerade dieses Umfeld das Alleinstellungsmerkmal, das den neuen Studiengang aus den anderen Angeboten in Deutschland herausragen lässt. Zudem zeichne sich die Fachrichtung Informatik seit Jahren in der Lehre aus. „Die Studierenden geben uns im bundesweiten CHE-Ranking regelmäßig Spitzennoten“, so Dittrich.

Über die Zeit nach ihrem Abschluss müssen sich die Absolventinnen und Absolventen des Studienganges keine Sorgen machen. „Es fehlen einfach Fachkräfte, die wissen, wie man diese Probleme wirklich löst“, sagt Dittrich. Der Stifterverband für die deutsche Wissenschaft berechnete den Bedarf an Datenanalyseprofis auf Basis der Stellenangebote einer großen Online-Jobbörse und kam zu dem Ergebnis, dass im vergangenen Jahr in Deutschland rund 10.000 Spezialistinnen und Spezialisten auf diesem Gebiet gesucht wurden. Für eine weitere Studie befragte der Verband mehr als 600 Großkonzerne, mittlere und kleine Unternehmen sowie Start-ups. Nach Einschätzung der befragten Unternehmen werden bis zum Jahr 2023 rund 455.000 Experten in Deutschland zum Thema komplexe Datenanalyse benötigt.

Im Studiengang „Data Science and Artificial Intelligence“ lehren neben den Professorinnen und Professoren der Fachrichtung Informatik sowie der Fachrichtung Sprachwissenschaft und Sprachtechnologie der Universität des Saarlandes auch Wissenschaftler vom Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit (CISPA), dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), dem Zentrum für Bioinformatik Saar, vom Max-Planck-Institut für Informatik und vom Max-Planck-Institut für Software-Systeme.

Hintergrund: Saarland Informatics Campus
800 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und 1900 Studierende aus mehr als 80 Nationen machen den Saarland Informatics Campus (SIC) an der Universität des Saarlandes zu einem der führenden Standorte für Informatik in Deutschland und Europa. Sechs weltweit angesehene Forschungsinstitute, drei eng zusammenarbeitende Fachbereiche und 16 Studiengänge decken das gesamte Themenspektrum der Informatik ab.

Verlässliche Krebs-Informationen im Netz

Klassische Medizin

So finden Sie verlässliche Krebs-Informationen im Netz

(ONKO-Internetportal) Das Internet bietet vielfältige Informationen zu verschiedensten Gesundheitsfragen. Doch wie verlässlich und medizinisch richtig sind solche Informationen überhaupt? Bei Fragen rund um Krebserkrankungen ist es zudem essenziell, zwischen Fakten und falschen Hoffnungen zu unterscheiden. In seinem aktuellen Monatsthema gibt das ONKO-Internetportal hilfreiche Tipps für die Recherche im Netz. 

Gesundheitsportale und medizinische Infoseiten boomen im Internet und erfreuen sich bei Patientinnen, Patienten und deren Angehörigen wachsender Beliebtheit. Was vielen dabei jedoch entgeht: Die wenigsten dieser Portale unterliegen einer systematischen Qualitätssicherung.
Prinzipiell kann jeder Mensch eine Gesundheitsseite ins Leben rufen.
Ob es sich bei einem Internet-Angebot allerdings um seriöse, qualitätsgeprüfte Information handelt oder ob es darum geht, eine Außenseitermeinung oder die Erfahrungen von Einzelpersonen wiederzugeben, lässt sich anhand einiger formalen Qualitätskriterien erkennen.
Es informiert das ONKO-Internetportal über die zehn goldenen Regeln, die seriöse Medizinseiten erkennen lassen. Zudem gibt es in Deutschland zwei weit verbreitete Gütesiegel, die auf der Suche nach vertrauensvollen Gesundheitsinformationen eine erste Orientierung geben: HONcode und afgis. Allerdings bezeugen weder das afgis- noch das HONcode-Siegel die Prüfung der medizinischen Inhalte auf Aktualität und Richtigkeit. Sie verpflichten lediglich zur Wahrung formal festgelegter Qualitätsmerkmale für Medizinseiten – und veranschaulichen die Bemühungen der Webseitenbetreiber, transparente Medizininformationen öffentlich zu machen.

Kohlendioxid (CO2) als Wertstoff für die chemische Industrie und zur Energiespeicherung

Erde, Klima, Umweltschutz, Physik, Chemie, Technik

Spaltung von CO2 im Plasma
Für die Umsetzung der Kohlenstoffdioxidspaltung haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP der Universität Stuttgart einen elektrodenlosen Reaktor entwickelt, bei der – angeregt über eine Mikrowelle – mittels starker elektrischer Felder ein Atmosphärendruckplasma erzeugt wird. »Stoßen in diesem Plasma angeregte Elektronen auf CO2-Moleküle, bewirkt dies, dass CO2 in das gewünschte Produkt Kohlenmonoxid CO und Sauerstoff zerfällt«, erläutert IGVP-Wissenschaftler Dr. Andreas Schulz, der das Projekt koordiniert.

Perowskitmembran zur Entfernung von Sauerstoff
Damit CO nicht mit dem im Plasma entstehenden Sauerstoff zu CO2 zurückreagiert, muss Sauerstoff stetig aus dem Reaktionsgleichgewicht entfernt werden. Hierzu hat das Fraunhofer IGB eine neue Keramikmembran entwickelt, die Sauerstoff selektiv abtrennen kann. »Da die Membran zugleich temperatur- und CO2-stabil sein muss, verspinnen wir spezielle keramische Materialien, sogenannte Perowskite, zusammen mit Polymeren zu einer dünnwandigen Kapillare«, erklärt Dr. Thomas Schiestel, Membranexperte und Projektleiter am Fraunhofer IGB. Die resultierende Grünfaser wird bei hohen Temperaturen zu einer dichten keramischen Kapillarmembran gesintert. »Unsere Perowskitmembran ist stabil in einer CO2-Atmosphäre und bei Temperaturen von 800 bis 1000 °C durchlässig für Sauerstoff, nicht aber für Kohlenmonoxid und Kohlendioxid«, so der Fraunhofer-Forscher. Eine solche Membran wurde bisher noch nicht beschrieben.

Erfolgreiche Kohlendioxidspaltung und Sauerstoffabtrennung im Plasma-Membran-Reaktor
Dass die Idee des kombinierten Plasma-Membran-Prozesses funktioniert, konnten die Forscher in dem am IGVP entwickelten Plasmareaktor bereits demonstrieren. Mithilfe einer speziellen Apparatur im Plasmareaktor wird die Kapillarmembran an einer exakt definierten Stelle in der Plasmaflamme justiert. Über die Kontrolle von CO2-Gasfluss und Mikrowellenleistung wird dabei die Temperatur des Plasmas auf Höhe der Membran auf 800 – 1000 °C eingestellt, sodass diese Sauerstoff optimal durchlässt.

Die neue Kapillarmembran zeigte unter diesen Bedingungen sowohl eine sehr gute thermische Stabilität als auch eine sehr gute Sauerstoffdurchlässigkeit: Bei einem Kilowatt Mikrowellenleistung, das entspricht einer Temperatur von etwa 1000 °C, wurden 2,3 Milliliter Sauerstoff pro Minute und Quadratzentimeter Membranfläche abgetrennt. Rund ein Drittel der Mikrowellenenergie wurden bisher in chemische Energie umgewandelt und dabei 22 Prozent des Kohlenstoffdioxids gespalten.

Flexible Leistungsregelung und einfache Skalierbarkeit
Sowohl der Prozess als auch der Plasma-Membran-Reaktor lassen sich einfach skalieren und flexibel regeln, was von großem Vorteil für die technische Umsetzung ist. »Der Betrieb der Anlage kann an die zur Verfügung stehende regenerative Energieressource angepasst werden und schnell auf das aktuelle Energieangebot reagieren«, so Schulz. Der nächste Schritt auf dem Weg zur Demonstration der technischen Machbarkeit ist, die Trennleistung des Plasma-Membran-Reaktors zu erhöhen. »Für ein solches Scale-up erhöhen wir die Anzahl der im Plasma eingebauten Kapillarmembranen«, schildert Schiestel. In Kombination mit einem verbesserten Gasmanagement sollte sich so auch die Energieeffizienz des Prozesses weiter steigern lassen.

Das Verfahren lässt sich überall dort einsetzen, wo CO2 in angereicherter Form entsteht: bei Verbrennungsprozessen in Kraftwerken, in der Zement- und Glasindustrie, aber auch in Brauereien, wo CO2 im Zuge der alkoholischen Gärung als Nebenprodukt anfällt. Die Nutzung von CO2 als Rohstoff kann so helfen, natürliche Ressourcen zu schonen und das Klima zu schützen. Für die Weiterentwicklung in einer zweiten Förderphase und die sich daran anschließende technische Umsetzung suchen die Forscher bereits jetzt interessierte Firmen.
(Fraunhofer-Institut)

Volkskrankheit Schilddrüsenknoten

Klassische Medizin

(Berufsverband Deutscher Nuklearmediziner e.V.) – Etwa jeder Dritte in Deutschland hat Schilddrüsenknoten – oft unerkannt. Häufige Ursache ist der jahrzehntelange und noch immer bestehende Jodmangel in der Bevölkerung. Nicht alle Knoten in der Schilddrüse sind behandlungsbedürftig. Wenn sie aber Beschwerden hervorrufen oder der Verdacht auf eine Bösartigkeit besteht, muss eine Therapie erfolgen. Inzwischen können Patienten auf ein breites Behandlungsspektrum zurückgreifen. Der Berufsverband Deutscher Nuklearmediziner e.V. (BDN) gibt eine Übersicht über die derzeitigen Therapiemöglichkeiten und rät Betroffenen, sich von ihrem behandelnden Arzt über alle Alternativen beraten zu lassen.

„In Deutschland haben immer mehr Menschen Schilddrüsenknoten – wir gehen von rund 20 Millionen Betroffenen aus“, berichtet Professor Dr. med. Detlef Moka, 1. Vorsitzender des BDN und niedergelassener Nuklearmediziner aus Essen. Ursache ist vor allem der Jodmangel. „Zwar gab es in den vergangenen Jahren Maßnahmen, das Spurenelement über die Ernährung, beispielsweise in Form von Jodsalz, zu supplementieren. Doch über die vergangenen Jahrzehnte entstand ein systematischer Mangel, deren Nachwehen wir heute noch in der Schilddrüse älterer Patienten erkennen können.“ Eine regelmäßige Jod-Supplementierung in der Ernährung sei unbedingt sinnvoll, so Moka.

Die gute Nachricht: Schilddrüsenknoten sind zwar eine weit verbreitete, aber meist sehr erfolgreich und schonend behandelbare Erkrankung. So haben länger bestehende Therapien zur Behandlung von Schilddrüsenknoten weitere Fortschritte gemacht. Aber auch auf neuere bewährte Methoden können Patienten inzwischen zurückgreifen.

Bei kleinen Knoten helfen Medikamente
In vielen Fällen – gerade bei nur geringer Vergrößerung der Schilddrüse – reicht eine medikamentöse Behandlung aus. „Ergebnisse aus jüngerer Zeit zeigen, dass dabei meist die Kombinationen aus Jod und Schilddrüsenhormonen die besten Erfolge erzielen können“, erklärt BDN-Experte Professor Dr. med. Frank Grünwald, Direktor der Klinik für Nuklearmedizin am Universitätsklinikum Frankfurt/Main. Bei manchen Patienten ist die Wirksamkeit aus genetischen Gründen allerdings nicht ausreichend gegeben. „Dann ist eine Kombination verschiedener Schilddrüsenhormon-Präparate erforderlich“, so Grünwald.

Operation bei Verdacht auf Bösartigkeit
Operiert werden sollte immer dann, wenn die Ärzte eine Bösartigkeit nicht ausschließen können. „Das kann bei kalten Knoten der Fall sein, die sich im Szintigramm erkennen lassen“, erklärt Grünwald. „Eine Biopsie – also Gewebeentnahme – aus der Schilddrüse hilft, um über eine Operation zu entscheiden.“ Die Risiken der Schilddrüsenoperation sind heutzutage gering. Wichtig sei es, dass der Operateur die Stimmbandnerven während der Operation überwacht, so Grünwald. Inzwischen sind minimalinvasive Verfahren der Standard und verursachen nur kleine Narben. „Immer häufiger verwenden Ärzte auch alternative Zugangswege über Achsel, Brust oder Mund, sodass keinerlei Narbenbildung mehr entsteht“, erläutert der Frankfurter Schilddrüsenspezialist.

Radiojodtherapie: bewährt, erfolgreich, geringe Nebenwirkungen
Die Radiojodbehandlung, seit vielen Jahrzehnten sehr erfolgreich zur Behandlung der Überfunktion im Einsatz, kommt zunehmend auch bei knotiger Schilddrüsenvergrößerung zur Anwendung. „Daten aus großen deutschen Kliniken zeigen, dass selbst bei einer zehnfach vergrößerten Schilddrüse noch ein guter Behandlungserfolg erzielt werden kann“, führt Grünwald aus. Wichtiger Vorteil der Radiojodtherapie: Sie bringt im Vergleich zu allen anderen Verfahren sehr wenige Nebenwirkungen mit sich. Heiße Knoten – also gutartige Veränderungen – lassen sich so gezielt behandeln, ohne die übrige Schilddrüse zu beeinflussen.

Neue, schonende Behandlung mit Hitzeverfahren
Seit etwa sechs Jahren gibt es in Deutschland zudem thermoablative Verfahren in der Schilddrüsenmedizin. „Die jetzt vor allem von nuklearmedizinischen Arbeitsgruppen veröffentlichten Daten zeigen, dass mit diesen lokalen Hitzebehandlungen nachhaltige Wirkungen erzielt werden können“, erklärt Grünwald. Je nach Lage oder Größe der Schilddrüsenknoten setzen Ärzte unterschiedliche Methoden ein. Bei der Ultraschalltherapie/Echotherapie (HIFU) etwa können Knoten bis Kastaniengröße mit gebündelten Ultraschallwellen durch die Haut hindurch wie durch ein Brennglas „weggebrannt“ werden.

Am häufigsten angewendet wird die Radiofrequenzablation (RFA) – sie kann Knoten bis Mandarinengröße entfernen. Bei der RFA platzieren die Ärzte unter örtlicher Betäubung eine Sonde in den Knoten, deren Spitze hochfrequenten Wechselstrom freisetzt, der das erkrankte Gewebe gezielt erhitzt und schädigt; eine Kontrolle erfolgt parallel per Ultraschall.

Bei besonders großen Knoten ab einem Volumen von 100 Millilitern hilft die Mikrowellenablation: Hier führt der Arzt über einen kleinen Schnitt und unter örtlicher Betäubung eine Nadel in den Knoten ein, die dort Mikrowellen erzeugt, vergleichbar mit der Haushaltsmikrowelle. Die Wärme schmilzt die Knoten weg. „Mit den Methoden der Thermoablation können Knoten um etwa 50 bis 70 Prozent verkleinert werden“, resümiert Gründwald. Die lokal ablativen Verfahren kommen ohne Narkose aus.

Beratung in interdisziplinären Zentren einholen
Der BDN rät Schilddrüsen-Patienten, sich eingehend über alle zur Verfügung stehenden Behandlungsmöglichkeiten zu informieren. „Bestenfalls wenden sich Betroffene an interdisziplinäre Einrichtungen, in denen Nuklearmediziner und Chirurgen zusammenarbeiten“, rät Moka. „Dies ist entscheidend, um allen Patienten die optimale Therapie anbieten zu können“. Zudem führe eine Behandlung in spezialisierten Zentren, die eine entsprechend hohe Zahl an Eingriffen durchführen, nachweisbar zu besseren Ergebnissen.

03.06.2019 Übertriebene Umwelthysterie – Gastbeitrag zu meinem Facebook-Video

Gedanken

Diese intelligente Stellungnahme hat mir Ronny Mache als Antwort auf meine Facebook-Moderation zum Thema ‚Übertriebene Umwelthysterie‘ zugesandt:

Das Thema CO2 derart in den Fokus zu stellen, ist meiner Meinung nach der vollkommen falsche Ansatz. Nur solange unser Land wirtschaftlich stark ist, sind wir überhaupt in der Lage, Veränderungen herbeizuführen und die Zukunft zu gestalten. Wir müssen auf unsere Umwelt achten und besser mit ihr umgehen, jeder kann die ersten kleinen Schritte selbst gehen, indem er z.B. nachhaltige Produkte aus der Region kauft. Auch im Mobilitätssektor wird sich viel tun, jedoch nur auf den Elektroantrieb zu setzen, wird sich als Irrweg herausstellen. Hier heißt es mit Augenmaß zu agieren, alles Andere ist einfach nicht zielführend. Wenn wir in Deutschland überhaupt kein CO2 mehr emittieren, dann hat das auf das Weltklima keinen Einfluss, das sollten wir uns alle einmal bewusst machen.

Viele kleine Schritte zu gehen, bringt uns letztendlich schneller ans Ziel. Mit dem übereilten Atomausstieg haben wir schon gezeigt, wie es nicht geht. In Deutschland fehlen Pumpspeicherkraftwerke und ein Netzausbau von Nord nach Süd. Diverse Baumaßnahmen werden von wem verhindert? Richtig, von denselben Umwelt- und Naturschützern, die 100% regenerative Energien fordern. Damit dürfte für jeden klar sein, dass sich diese Aktivisten selbst im Weg stehen und zwangsweise über ihre eigenen Beine stolpern werden.

Die Verteufelung von CO2, die Klimaveränderung als Klimawandel oder gar als Katastrophe zu bezeichnen, das halte ich für Populismus in Reinkultur. Unsere Gesellschaft sollte sich nicht weiter spalten lassen, denn diese Entwicklung halte ich für gefährlich: Nach Ost und West, nach arm und reich, nach links und rechts wird jetzt jung und alt gespalten. Veränderungen benötigen jedoch einen breiten Zuspruch und einen Zusammenhalt in der Bevölkerung

 

Klimawandel treibt Malariamücken nach Europa

Erde, Klima, Umweltschutz

(pte016/27.05.2019/10:30) – Malaria-übertragende Mücken-Arten profitieren vom Klimawandel und werden sich infolgedessen in Europa und dem Mittelmeerraum weiter ausbreiten. In welchem Ausmaß diese Ausbreitung voranschreitet, lässt sich nach einer aktuellen Studie von Forschern der Universität Augsburg  ziemlich genau vorhersagen.

Verbreitungsfreundliches Wetter
Ein Aspekt des Klimawandels, der in der öffentlichen Debatte bislang wenig Beachtung fand, ist die Ausbreitung sogenannter vektorübertragener Krankheiten. Als solche werden Krankheiten bezeichnet, die von einem erregertragenden Organismus übertragen werden. Dazu zählt zum Beispiel die Malaria, die von Anopheles, einer Stechmücken-Gattung, übertragen wird.

Das verstärkte Auftauchen Anopheles-freundlicher Wetterlagen könnte zur Ausbreitung dieser Stechmücken und damit zum Erstarken von Malaria in Europa und dem Mittelmeerraum führen. Wie genau diese Ausbreitung aussehen und in welchem Tempo sie vor sich gehen könnte, war bislang nicht genau prognostizierbar.

BRT ermöglicht genaue Prognosen
Die Geografin Elke Hertig von der Universität Augsburg hat ein Modell vorgelegt, das genauere Aussagen ermöglicht. Mit dem geostatistischen Ansatz BRT lässt sich das Vorkommen der Mücken in Europa bis zum Ende dieses Jahrhunderts modellieren. Hertig kommt zu dem Ergebnis, dass Veränderungen in Temperatur und Niederschlag zum deutlichen Ausbreiten von Malariamücken in Richtung Norden führen werden.

Günstig für die Insekten sind vor allem die zu erwartenden wärmeren Frühlingstemperaturen und die kräftigeren Niederschläge in Sommer und Herbst. Die deutlichsten Zuwächse der Mückenpopulationen sind gegen Ende dieses Jahrhunderts in Süd- und Südosteuropa zu erwarten. Nur in einzelnen Gebieten des Mittelmeerraums, für die sinkende Niederschlagsmengen vorausgesagt werden, wird das Mückenvorkommen sinken.

Digitalisierung in der Lehrerbildung

Computer, TV, Medien

(KIT) Hochqualifizierte Lehrerinnen und Lehrer sind ein Garant für den Erfolg des deutschen Bildungssystems. Bund und Länder haben deshalb die „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ ins Leben gerufen, die unter anderem die Digitalisierung in der Lehrerbildung fördert. Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz schlägt nun den Antrag des KIT „digiMINT: digitalisiertes Lernen in der MINT-Lehrer*innenbildung“ zur Förderung vor. Das KIT wird damit aufgefordert, seinen Vollantrag einzureichen, mit dem ab 2020 bis zu 2,5 Millionen Euro für vier Projektjahre eingeworben werden können.

„Das KIT legt als technisch ausgerichtete Universität seinen Schwerpunkt in der Lehrkräfteausbildung auf die MINT-Fächer“, erklärt Professor Alexander Wanner, Vizepräsident des KIT für Lehre und akademische Angelegenheiten. „Verbunden mit der einzigartigen Sonderstellung als Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft werden am KIT in den MINT-Fachwissenschaften bereits vielfältige innovative Projekte zur Digitalisierung realisiert. Darauf baut das Projekt digiMINT auf.“

Mithilfe der vorhandenen fachwissenschaftlichen Expertise entwickelt, erprobt und evaluiert das KIT in den MINT-Fächern digitale Lernkontexte für Lehrerinnen und Lehrer und bereitet sie für den Transfer in die Schulpraxis vor. Im Rahmen von digiMINT soll dies in den Fächern Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik sowie den Bildungswissenschaften erfolgen.

In vier Projektphasen wird das Vorhaben digiMINT am KIT implementiert. In der ersten Projektphase werden reale und virtuelle Lernumgebungen (sogenannte Makerspaces) am KIT eingerichtet. Sie bilden die Basis für die Entwicklung von Lernkontexten für Lehrerinnen und Lehrer in den einzelnen Fächern. Auf Grundlage der baden-württembergischen gymnasialen Bildungspläne in den MINT-Fächern werden in der zweiten Phase passende Lernkontexte mit hoher schulpraktischer Relevanz entwickelt. Die dritte Projektphase dient dazu, die neu entwickelten Lerneinheiten mit Schülerinnen und Schülern zu erproben, zu evaluieren und gegebenenfalls anzupassen. Im Rahmen der vierten Projektphase werden die Innovationen im Bereich digiMINT nachhaltig in das Lehrangebot am KIT implementiert und zugleich für den Transfer auf andere universitäre sowie schulische Standorte vorbereitet.

Das Auswahlgremium der Gemeinsamen Wissenschaftskonferenz GWK hat in einem wissenschaftsgeleiteten Verfahren 43 Projekte für eine Förderung von insgesamt bis zu 79 Millionen Euro bis zum Ende des Jahres 2023 empfohlen. 26 der ausgewählten Projekte widmen sich dem Themenschwerpunkt „Digitalisierung in der Lehrerbildung“, darunter auch das Projekt des KIT „digiMINT: digitalisiertes Lernen in der MINT-Lehrer*innenbildung“, und 13 Projekte dem Bereich „Lehrerbildung für die beruflichen Schulen“. 4 Projekte setzen vor allem an der Schnittstelle dieser Bereiche an.

Das 18-köpfige Auswahlgremium setzt sich aus Expertinnen und Experten aus Wissenschaft, Studierendenschaft und der schulpraktischen Professionalisierung sowie Vertreterinnen und Vertretern des Bundes und der Länder zusammen. In die Beratungen gingen zudem externe Gutachten von renommierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus dem In- und Ausland ein.

Antibiotika-Werte in Flüssen besorgniserregend

Erde, Klima, Umweltschutz

(pte001/28.05.2019/06:00) – Die Konzentration von Antibiotika in manchen Flüssen der Welt überschreitet laut einer Studie der University of York die „sicheren“ Höchstwerte um bis das 300-Fache. Die Forscher haben eine Analyse für 14 der am häufigsten eingesetzten Medikamente in 72 Ländern auf sechs Kontinenten durchgeführt. Antibiotika konnten bei 65 Prozent der untersuchten Standorte nachgewiesen werden.

Trimethoprim am häufigsten
Metronidazol, ein Wirkstoff, der zur Behandlung bakterieller Infektionen eingesetzt wird, überschritt die sicheren Höchstwerte mit dem größten Abstand. Er wird vor allem bei der Behandlung von Infektionen der Haut und im Mund eingesetzt. Die Konzentrationen an einem Ort in Bangladesch waren um das 300-Fache erhöht. In der Themse und einem ihrer Nebenflüsse konnte eine maximale Antibiotikakonzentration von 233 Nanogramm pro Liter (ng/l) nachgewiesen werden. In Bangladesch war die Konzentration 170 Mal höher.

Trimethoprim war das am häufigsten auftretende Antibiotikum. Es wurde an 307 der 711 Standorte nachgewiesen. Es wird vor allem zu Behandlung von Harnwegsinfektionen eingesetzt. Die Forscher verglichen die Kontrolldaten mit den kürzlich von der AMR Industry Alliance festgelegten Höchstwerten. Je nach Antibiotikum liegen diese zwischen 20 und 32.000 ng/l. Ciprofloxacin war der Wirkstoff, der am häufigsten die sicheren Höchstmengen überschritt. Die Grenzwerte wurden an 51 Orten überschritten.

Österreich in Europa betroffen
Laut den Forschern wurden die Grenzwerte am häufigsten in Asien und Afrika überschritten. Aber auch Standorte in Europa, Nordamerika und Südamerika wiesen besorgniserregende Werte auf. Die größten Überschreitungen der Grenzwerte konnten in Bangladesch, Kenia, Ghana, Pakistan und Nigeria festgestellt werden. Ein Standort in Österreich wurde als der in Europa am stärksten belastete eingestuft. Standorte mit hohem Risiko befanden sich typischerweise nahe an Abwassereinigungsanlagen, Kläranlagen oder Mülldeponien. Betroffen waren auch Regionen mit politischen Unruhen wie das Grenzgebiet von Israel und Palästina.

Das Projekt hat eine große logistische Herausforderung dargestellt. 92 Probenentnahme-Sets wurden zu den internationalen Partnern geflogen. Sie wurden ersucht, Proben entlang ihrer Flüsse zu entnehmen. Diese wurden dann eingefroren und für die Untersuchung zurück an die Universität geschickt. Zu den untersuchten Flüssen gehörten einige der bekanntesten Ströme wie der Chao Phraya, die Donau, der Mekong, die Seine, die Themse sowie Tiber und Tigris.

„Bisher wurde der Großteil der Untersuchungen in Europa, Nordamerika und China durchgeführt. Häufig wurde dabei nur auf eine Handvoll Antibiotika untersucht“, unterstreicht Studienkoordinator John Wilkinson. Über die weltweite Dimension dieses Problems sei bisher nur wenig bekannt gewesen. Die Studie helfe, diese Wissenslücken mit Daten zu bisher noch nie untersuchten Ländern zu schließen. Insgesamt seien die Ergebnisse besorgniserregend und zeigten, wie weitverbreitet die Verunreinigung der Flüsse mit Antibiotika ist.

Impfung gegen Streptokokken möglich?

Klassische Medizin

(pte030/28.05.2019/13:30) – Die Chancen, schwere Erkrankungen durch eine Impfung gegen A-Streptokokken zu verhindern, sind deutlich gestiegen. Ein internationales Forscherteam hat die Erbinformationen von 2.000 A-Streptokokken aus mehr als 20 Ländern in allen Erdteilen sequenziert. Dabei fanden sie gleichartige Gene in den meisten Proben. Diese gelten jetzt als Kandidaten für ein Impfserum. Bisher gefundene Kandidaten haben einen Nachteil: Sie basieren auf Streptokokken aus hochentwickelten Ländern. Da sich diese Bakterien herkunftsbedingt stark unterscheiden, ist die Chance, einen für alle wirksamen Impfschutz zu entwickeln, auf der bisherigen Basis unmöglich.

Global wirkendes Serum als Ziel

„Wir identifizierten mehr als 290 unterschiedliche Linien von Streptokokken, die klinisch relevant sind“, sagt Studienkoordinator Mark Davies. Die Ergebnisse der Forscher seien „ein enormer Schritt auf dem Weg zu einem global wirkenden Impfserum gegen Streptokokken“. Bisher war kaum etwas bekannt über die genetischen Anlagen von Streptokokken aus Entwicklungs- und Schwellenländern. Das hat sich mit der jetzigen Studie geändert. Daran waren auch Forscher der University of Queensland beteiligt.

A-Streptokokken sind die Ursache für jeden zehnten bakteriell bedingten Todesfall weltweit. In den ärmeren Ländern sind es jährlich 500.000 Tote. Zu den harmloseren Erkrankungen, die diese Bakterien auslösen, gehören Rachen- Mittelohr- und Mandelentzündungen. Sie sind auch Auslöser von Scharlach und können den Herzmuskel angreifen. Gordon Dougan, der sowohl am Wellcome Sanger Institute als auch an der University of Cambridge http://cam.ac.uk forscht, ist sicher, dass die Daten über die Gene der unterschiedlichen Streptokokken eine ausgezeichnete Basis sind für die Entwicklung eines allgemein wirkenden Impfserums.