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Regenerative Medizin

In der regenerativen Medizin liegt ein Fokus auf der Rekonstruktion und Regeneration von geschädigtem Knorpelgewebe. Die Rekonstruktion von Knorpeldefekten stellt eine große Herausforderung dar, weil das benötigte Material bei einer autologen Transplantation nur in sehr begrenztem Maße zur Verfügung steht und es bei der Verwendung von alloplastischem Material zu chronischen Fremdkörperreaktionen und Extrusionen kommen kann. Es besteht daher ein dringender Bedarf an neuen regenerativen Therapieverfahren.

In unserem Labor werden daher neue Biomaterialien auf ihre Eignung als Knorpelersatzmaterial untersucht. Ein solches Material ist zum Beispiel eine dezellularisierte extrazelluläre Matrix aus porcinem Nasenseptum.

Weiterhin werden mittels Bioprinting(3D-Druckverfahren) hergestellte Konstrukte, z.B. in der Form einer Ohrmuschel, auf ihre Verwendbarkeit zur Transplantation und Rekonstruktion von Knorpeldefekten getestet.

Um die Eignung dieser Materialien zu testen, werden sie mit Chondrozyten oder chondrogenen Vorläuferzellen besiedelt. Nach einer bestimmten Inkubationszeit, werden diese Zellen untersucht, ob sie in dieser Umgebung überleben und fähig sind ihren Differenzierungsgrad zu erhalten oder sich zu reifen Chondrozyten weiterzuentwickeln.  Dazu wird untersucht, ob die Zellen knorpelspezifische Substanzen wie z. B. Kollagen II oder Aggrekan produziert werden und als extrazelluläre Matrix freigesetzt werden. Ebenfalls erforscht wird die Interaktion dieser Materialien mit Monozyten und Makrophagen, die an entzündlichen Prozessen, aber auch an der Wundheilung, beteiligt sind.

Dezellularisierte Knorpelmatrix (DECM), gewonnen aus porcinem Nasenseptum nach einem Besiedelungsversuch mit humanem chondrogenen Progenitorzellen

 

Elektronenmikroskopische Aufnahme (Rasterelektronemikroskop) von einer wiederbesiedelten DECM

 

Histologischer Nachweis von neu gebildeten Proteoglykanen durch eingewanderte Zellen mittels Alcianblaufärbung (Vergrößerung: 25x)

Nachweis von kollagentypischen Bestandteilen wie hier im Bild Aggrekan in einer wiederbesiedelten DECM durch Immunhistochemie. (Vergrößerung: 100x)


Kooperationspartner

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik (https://www.bvt.tf.fau.de/)

Universitätsklinikum Ulm - Klinik für Orthopädie Sektion Biochemie der Gelenks- und Bindegewebserkrankungen (https://www.uni-ulm.de/klinik/sektion_biochemie/)

ETH-Zürich – Departement Gesundheitswissenschaften und Technologie (http://www.cartilage.ethz.ch/ - Infos zur Kooperation unter https://www.microtia.ethz.ch/)

Universitätskinderspital Zürich – Tissue Biology Research Unit (http://www.skingineering.ch/)

Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research (https://www.fmi.ch/)

Förderung

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG): Förderkennzeichen Ro 2207/5-1 (www.dfg.de)

Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (SNF): Förderkennzeichen CRSIIS_173868 / 1 (www.snf.ch)

Kontextspalte

Ansprechpartner

Univ.-Prof. Dr. med. Nicole Rotter

Klinikdirektorin

 

Dr. David Gvaramia

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Dr. med. Beatrice Kuhlin

Assistenzärztin

Dr. med. Lena Huber

Assistenzärztin

Katarina Abramovic

Wissenschaftliche Mitarbeiterin