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Bei der Fruchtwasser-Punktion (Amniozentese) wird, unter Ultraschallkontrolle, mit einer Nadel durch die mütterliche Bauchdecke etwas Fruchtwasser aus der Fruchtblase entnommen. Das Fruchtwasser enthält Zellen des Kindes, von denen der Grossteil abgestorben ist. Die wenigen vitalen Zellen lassen sich in einer Zellkultur züchten, was 7 bis 12 Tage in Anspruch nehmen kann. Die Chromosomenanalyse erfolgt an diesen gezüchteten Fruchtwasserzellen. Damit können alle numerischen und grobstrukturelle Chromosmenstörungen ausgeschlossen werden.
Eine Zweitanalyse mittels Mikroarray erlaubt eine vielfach feinere Auflösung der Chromosomenstruktur. Wie an Zellen der Chorionbiopsie können mit dieser Methode auch an den Fruchtwasserzellen die sogenannten Mikrodeletionen oder -Duplikationen, die mikroskopisch nicht nachweisbar sind, ausgeschlossen werden.
Um die Wartezeit, die für eine Schwangere sehr belastend sein kann, zu verkürzen, kann direkt an den frisch entnommenen Fruchtwasserzellen ein Schnelltest zum Ausschluss der häufigen Trisomien und Störungen der Geschlechtschromosomen durchgeführt werden.