Induzierte Asymmetrien im exzidierten Kehlkopfmodell: Einfluss von Mukuseigenschaften auf Bewegung und Akustik

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Döllinger
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281313362

Erkrankungen der Stimme resultieren nicht nur von anatomischen Veränderungen der Gewebsstruktur in den Stimmlippen. Die Stimmgebung entsteht durch ein komplexes Zusammenspiel aus Luftstrom, Gewebsstrukturen mit benetzendem Mukus und Akustik. Die Funktionalität dieser Fluid-Struktur-Akustik Interaktion kann durch eine links-rechts Asymmetrie des dynamischen Schwingungsverhaltens oder durch einen ungenügenden Verschluss der Stimmlippen bei der Oszillation gestört werden; d.h. der Stimmgebungsprozess ist gestört und die Stimmgebung beeinträchtigt.Dieses Projekt basiert auf der Hypothese, dass die Kopplung und das Zusammenspiel zwischen den beteiligten Faktoren der Stimmgebung durch die Mukusschicht maßgeblich beeinflusst wird. Diese Mukusschicht bedeckt die Stimmlippen vollständig und stellt die natürliche Grenzfläche zwischen Luftstrom und Gewebe dar. Die Rolle des Mukus innerhalb des Phonationsprozesses wurde bisher noch nicht tiefer untersucht. Die Identifikation und Untersuchung eines kompensierenden Mechanismus von Mukuseigenschaften auf die Bewegung der Stimmlippen und die resultierende Akustik wäre von großem Wert für eine nicht-invasive klinische Behandlung bei auftretenden Stimmstörungen.Das zentrale Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung des laryngealen Mukus und seiner Rolle in der zugrundeliegenden Ursache-Wirkungskette in der Stimmgebung. Wir stellen künstliche Mukus her, dessen viskoelastische Eigenschaften der natürlichen Bandbreite von menschlichen Mukusproben gleichen. Der Einfluss der künstlichen Mukusproben auf den Phonationsproezess wird in einem computergesteuerten experimentellen Versuchsaufbau getestet, der in der vorhergehenden Phase des Projektes entwickelt wurde. Mit diesem Aufbau können die Randbedingungen im Kehlkopf (d.h. induzierte Asymmetrie und ungenügender Verschluss der Stimmlippen) nach Bedarf eingestellt werden und der Phonationsprozess simultan mit verschiedenen Methoden (Hochgeschwindigkeitsvideo, subglottaler Druck, Luftströmung, akustisches Signal) vermessen werden. Dadurch wird eine Quantifizierung der beteiligten Faktoren ermöglicht und kausale Zusammenhänge des Stimmgebungsprozesses können aufgedeckt werden. Die ex vivo Studien werden an exzidierten Schweinekehlköpfen durchgeführt, welche vom lokalen Schlachthof bezogen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Mitverantwortliche: Professor David Berry, Ph.D.; Professor Dr. Ben Fabry