Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knochenzüchtung: High Tech für den neuen Zahn

04.05.2007
Knochengewebe lässt sich in einer Umgebung züchten, die den nachwachsenden Rohstoff mit Blutgefäßen versorgt. Davon profitieren Patienten mit großen Knochendefekten. Die Heilung kleinerer Defekte in der Implantologie lässt sich hingegen mit gentechnisch hergestellten Proteinen, sogenannten BMPs (Bone morphogenic Proteins) beschleunigen. Ein erster Wirkstoff wurde unlängst in den USA zugelassen. Auch in Deutschland werden solche Substanzen erprobt, berichten Professor Hendrik Terheyden von der Klinik für MKG-Chirurgie der Universität Kiel auf dem 20. Jahreskongress der Deutschen Gesellschaft für Implantologie in München.

Der Titel des Plenarvortrags von Professor Hendrik Terheyden von der Klinik für MKG-Chirurgie der Universität Kiel auf dem Jahreskongress der DGI ist eine rhetorische Frage: "Knochenzüchtung - geht das?" Denn die Antwort ist eindeutig: "Ja", sagt Terheyden. Den Beweis haben er und sein Team bereits vor drei Jahren erbracht. Damals berichteten die Kieler MKG-Chirurgen, dass es ihnen erstmals gelungen sei, Teile eines Unterkiefers aus körpereigenen Zellen eines Patienten zu züchten und diesem einzupflanzen. Die Forscher hatten ein Gemisch aus Knochenersatzmaterial, Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten und biologische Wachstumsfaktoren in einem "Käfig" aus Titan gemischt und in den Rückenmuskel des Patienten implantiert. Binnen sieben Wochen war die Knochenbildung soweit fortgeschritten, dass der Käfig in den Kiefer eingebaut werden konnte.

Um derart große Knochenstücke zu regenerieren ist eine "Zutat" unerlässlich: Blutgefäße, die das neu gebildete Gewebe ernähren. Und diese benötigen Zeit, um aus dem umgebenden Gewebe in den "Nachwuchs" einzuwachsen.

Ohne Saft keine Kraft. Darum steht bislang auch der Beweis aus, dass es möglich ist, mit Geweben, die im Reagenzglas gezüchtet wurden ("in vitro tissue engineering"), durch eine Transplantation in den Körper größere Defekte zu heilen. Terheyden: In solchen Fällen sterben die transplantierten Zellen ab, das Gewebe wird nekrotisch, weil die Blutgefäße fehlen.

... mehr zu:
»BMP »Blutgefäße »Gewebe

Die wichtige Blutversorgung der Nachzucht kann nur dadurch sichergestellt werden, indem die Stammzellen, die Gerüstsubstanz und die Wachstumsfaktoren in ein Gewebelager integriert werden, das Blutgefäße ausbilden kann. "Dies ist etwa in der Muskulatur möglich", erklärt Terheyden. In dieser Umgebung können die Stammzellen langsam zu Knochen heranwachsen und neue Blugefäße bilden - das Prinzip, das die Kieler Forscher bei ihrem bahnbrechenden Experiment 2004 eingesetzt haben. "So kann man größere Knochensegmente für den Kiefer herstellen, dann explantieren und einschließlich der Blutgefäße in große Defekte implantieren", erklärt Terheyden.

Bei kleinen Implantat-Defekten genügt demgegenüber häufig schon, nur die Gerüstsubstanz in den Defekt zu füllen, sogenannte Knochenersatzmaterialien, über die der Knochen hinweg wächst. Kleine Defekte in einer knöchernen Umgebung können so gut versorgt werden. Wenn ein Defekt von Knochen umgeben ist, lassen sich so Defekte bis zu einer Größe von zwei Zentimeter behandeln, z.B. im sogenannten Sinusboden, einem Abschnitt im Seitenzahnbereich des Oberkiefers. Nachteil dieser Verfahren ist die lange Heilungszeit von sechs bis neun Monaten.

Auf dem Weg zum "Turbo-Knochen". Viele Wachstumsfaktoren, welche die Knochenregeneration beschleunigen sollen wirken nur beschränkt. Ein kurz PDGF genannte Faktor (platelet-derived Growth Factor) ist dafür ein Beispiel. Auch das mit Thrombozyten angereicherte Eigenblut von Patienten (PRP) hat sich nicht als sehr wirksam erwiesen.

"Unter allen verfügbaren Prinzipien der Knochenheilungsbeschleuniger haben sich sogenannte BMPs (Bone morphogenic Proteins) am wirksamsten erwiesen", erklärt Terheyden. Ein kurz OP1 genannter Faktor ist nur für orthopädische Eingriffe zugelassen. Einer weiter Vertreter dieser Gruppe, das BMP2 wurde am 14. März 2007 in den USA für kieferchirurgische und implantologische Anwendungen zugelassen - 17 Jahre nach der Entdeckung dieser Eiweißstoffe. Der Preis beträgt umgerechnet 3500 Euro pro Dosis. Für eine Verstärkung des Sinusbodens, den sogenannten "Sinuslift" sind zwei Dosen erforderlich. Der Faktor wird auf einer Kollagenwatte appliziert und in den Defekt eingebracht. Weil die Watte nicht stabil ist, ist die Anwedung nur in einem geschützten Defekt möglich, z.B. im Sinusboden, wo die Watte nicht verschoben werden kann. "Eine Behandlung mit diesem BMP kann das autologe Knochentransplantat aus dem Beckenkamm vollständig ersetzen", berichtet Terheyden. Weil es funktioniert, wird sich das Prinzip auch durchsetzen - davon ist der Kieler MKG-Chirurg überzeugt. Doch für die Implantologie sei die Substanz noch deutlich zu teuer.

Das Team von der Kieler Uniklinik erprobt derzeit zusammen mit anderen Forschergruppen im Rahmen einer multizentrischen Studie auch einen anderen Wachstumsfaktor. Dieser wird kurz GDF 5/BMP 14 genannt. "Die ersten Ergebnisse sehen zwar vielversprechend aus", sagt Terheyden, "doch für eine abschließende Beurteilung dieses neuen Wirkstoffs aus der Gruppe der BMPs ist es noch zu früh."

Für Rückfragen:
Prof. Dr. Dr. Hendrik Terheyden
Vizepräsident DGI e.V.
Stellv.Direktor/Leitender Oberarzt der Klinik
für MKG-Chirurgie Universität Kiel
Arnold-Heller-Straße 16, 24105 Kiel
Tel.: 0431 597-2783, Fax: 0431 597-2930
Mail: terheyden@dgi-ev.de
PRESSEKONTAKT:
Barbara Ritzert, ProScience Communications GmbH,
Andechser Weg 17, 82343 Pöcking
Tel. 08157 93 97-0, Fax: 08157 93 97-97
Mail: ritzert@proscience-com.de

Barbara Ritzert | idw
Weitere Informationen:
http://www.dgi-ev.de

Weitere Berichte zu: BMP Blutgefäße Gewebe

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neues Hydrogel verbessert die Wundheilung
25.04.2017 | Universität Leipzig

nachricht Konfetti im Gehirn: Steuerung wichtiger Immunzellen bei Hirnkrankheiten geklärt
24.04.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neuer Blue e+ Chiller von Rittal - Exakt regeln und effizient kühlen

25.04.2017 | HANNOVER MESSE

RWI/ISL-Containerumschlag-Index: Kräftiger Anstieg setzt sich fort

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen

Pharmacoscopy: Mikroskopie der nächsten Generation

25.04.2017 | Medizintechnik