Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knochenreifung im Reagenzglas

02.06.2004


Verlorenes Knochengewebe kann heute sicher und mit geringen Komplikationsraten durch Transplantate ersetzt werden. Um Patienten die Transplantation in der Zukunft gleichwohl zu ersparen, loten Mund-Kiefer-Gesichtschirurgen die Möglichkeiten von Stammzellforschung und Gewebezüchtung aus. Ihre neuesten Ergebnisse präsentieren mehrere Forschergruppen auf dem 54. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie in Aachen.



Bei Tumoren im Gesichtsbereich und in der Mundhöhle ist die lebensrettende Operation kompliziert und kann bei fortgeschrittenen Geschwulsten im wahrsten Sinn des Wortes zum teilweisen Gesichtsverlust führen: Mitunter müssen Teile eines Kiefers, andere knöcherne Strukturen des Gesichtes und wichtige Weichteilstrukturen wie Zunge, Mundboden oder Wange entfernt werden. Auch bei komplizierten Verletzungen oder Fehlbildungen im Gesicht sind die MKG-Chirurgen gefordert, das Gesicht ihrer Patienten zu wahren oder wiederherzustellen.



Durch ein ganzes Bündel von Maßnahmen können die Experten inzwischen die funktionellen und ästhetischen Folgen solcher Eingriffe mindern und somit die Lebensqualität der Kranken weitestgehend erhalten:

- neue Operationsverfahren und bessere Möglichkeiten der Operationsplanung sorgen für schonendere Eingriffe, bei denen nach Möglichkeit Knochengewebe, Nervenbahnen und Blutgefäße erhalten werden
- verlorenes Knochengewebe kann durch eine Transplantation körpereigenen Knochens ersetzt werden.

"Die Eingriffe sind heute mit hoher Sicherheit und geringen Komplikationsraten durchführbar", resümmiert Prof. Dr. Dr. Michael Ehrenfeld von der Ludwig-Maximilians-Universität München zahlreiche Studien, die auf dem Aachener Kongress vorgestellt werden.

Gleichwohl erproben die MKG-Chirurgen verschiedene neue Strategien, um den Patienten die Gewebe-Entnahme in der Zukunft zu ersparen: Das Ziel ist, körpereigene Knochenzellen des Patienten in der Kulturschale oder im Körper nachwachsen zu lassen. Stammzellen, Wachstumsfaktoren und Gewebezüchtung (Tissue engineering) sind derzeit die "heißen" Forschungsbereiche in der MKG-Chirurgie und spielen darum auch auf dem 54. Jahreskongress eine wichtige Rolle.

Wachstumsfaktoren.

Die kurz BMPs (Bone-morphogenic Proteins) genannten Faktoren, die das Knochenwachstum anregen, sind ein Schwerpunkt. In der Kulturschale sorgen diese Stoffe dafür, dass die Zellen verstärkt Knochengrundsubstanz bilden und Mineralsalze einlagern. Auf der Tagung in Aachen berichten beispielsweise MKG-Chirurgen von der Universität Düsseldorf (1), dass gentechnisch gezielt veränderte BMPs eine stärkere Wirkung haben als die natürlichen Stoffe. Ein Forscherteam von der Universität Kiel (2) konnte bei Versuchen mit Minischweinen nachweisen, dass ein ebenfalls gentechnisch produzierter Wachstumsfaktor, das humane osteogene Protein 1 (hOP-1), aufgebracht auf eine Trägersubstanz, Knochendefekte dimensionsgetreu rekonstruieren kann.

Stammzellen aus Fettgewebe.

Vorläuferzellen, aus denen Knochen- und Muskelzellen entstehen, können inzwischen aus verschiedenen Geweben, beispielsweise auch aus Fettgewebe, gewonnen werden. So berichten MKG-Chirurgen von der Universität Leipzig (3), dass sie aus dem Fettgewebe von Patienten so genannte mesenchymale Stammzellen isolieren und im Labor vermehren und differenzieren konnten. Dies gelang den Experten sowohl in der zweidimensionalen Zellkultur als auch bei der Besiedlung einer dreidimensionalen Matrix aus Kollagen.

Anregung zur Reifung.

Eine Forschergruppe von der Universität Münster (4) berichtet, dass die mechanische Stimulation der Zellen in der Kulturschale die Produktion bestimmter Proteine und die Biomineralisation fördert. "Diese Strategie könnte die Möglichkeit eröffnen, Knochen in vitro reifen zu lassen", erklären die Wissenschaftler.

Trägerstoffe.

Ein wichtiger Faktor des Tissue Engineering sind die dreidimensionalen Trägersubstanzen, so genannte Scaffolds, auf denen die Zellen heranreifen und sich vermehren. Erprobt werden dabei die unterschiedlichsten Stoffe, beispielsweise Hydroxylapatit, Kollagen, Trikalziumphosphat oder Kalziumkarbonat. Die Materialien sollen nicht nur - unterstützt von Wachstumsfaktoren - die Vermehrung der Zellen anregen, sondern müssen auch biologisch abbaubar sein. Gleich mehrere Forschergruppen (5) stellen auf dem Kongress dazu Ergebnisse vor.

Allerdings zeichnet sich bislang noch nicht ab, welche Trägersubstanzen am geeignesten sind - das Rennen ist auf diesem Gebiet noch lange nicht entschieden.

1) Gentechnisch veränderte BMP-2 Mutanten haben noch höhere osteoinduktive Potenz als der BMP-Wildtyp.
Depprich, Rita, Dr. et al.,Klinik f. Kiefer- u. Plast. Gesichtschirurgie, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

2) Knochendefekt kritischer Größe: Beckenspan versus osteogenic protein-1
Springer, Ingo, Dr. Dr. et al., Klinik für MKG-Chirurgie, Univ.-Klinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel

3) Mesenchymale Stammzellen aus Fettgewebe als Grundlage für das Tissue Engineering von Knochen
Weinzierl, Konstanze, Dr. Dr. et al., Klinik f. Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie, Universität Leipzig

4) In vitro Biomineralisation von autologen Osteoplasten in 2D- und 3D-Kulturen
Büchter, Andre, Dr. et al., Klinik für MKG-Chirurgie, Universitätsklinikum Münster

5) In vitro Untrsuchung von Biomaterialien als potentielle Osteoblasten-Trägermatrix
Petrovic, Ljubinko et al.: Klinik u. Poliklinik f. MKG-Chirurgie, Universität Erlangen-Nürnberg
Kann eine Kalziumphosphatmatrix, als innovativer Knochenersatzstoff, eine Alternative zur Spongiosatransplantation bilden?
Henkel, Kai-Olaf, PD Dr. Dr. et al., Klinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie, Universität Rostock
Auswirkung dreidimensionaler Trägermaterialien auf das Proliferations-und osteogene Differenzierungsverhalten von humanen mesenchymalen Stammzellen in vitro
Materna, Thomas, Dr. et al.: Klinik für MKG-Chirurgie, Universität Göttingen

Dipl. Biol. Barbara Ritzert | idw
Weitere Informationen:
http://awmf.org

Weitere Berichte zu: Fettgewebe Gesichtschirurgie MKG-Chirurgie Stammzelle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Erste Verteidigungslinie gegen Grippe weiter entschlüsselt
21.02.2018 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Neue Behandlung mit Immunglobulinen hilft gegen Entzündung der weißen Hirnsubstanz bei Kindern
21.02.2018 | Universität Witten/Herdecke

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics