TU Dresden: Forschungsbericht 2004 - im ...

Institut für Physiologische Chemie- Dr. Ute Hempel
IV. Das Verhalten von Knochenzellen an biologisch funktionalisierten
Verbundwerkstoffen
FORSCHERGRUPPEN
Klinik und Poliklinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie- Prof. Zwipp
V. Biologische Akzeptanz und knöcherne Einheilung oberfl ächenmodifi zierter
Implantatwerkstoffe in vivo
Klinik und Poliklinik für Mund, Kiefer- und Gesichtschirurgie- Prof. Eckelt
VI. Biologische Akzeptanz und Charakterisierung der Osseointegration biologischer
Materialien im Kieferknochen des Minischweins
Kinderheilkunde- Prof. Dr. med. A. Rösen-Wolff
VII. Zellbiologische Charakterisierung der Aktivierung von Monozyten/
Macrophagen und Osteoclasten auf biologisch modifi zierten
Knochenersatzwerkstoffen
Interdisziplinäre Verflechtung mit anderen TU- Instituten:
• Institut für Maschinenelemente und Maschinenkonstruktion
• Professur für Konstruktionstechnik/CAD
• Klinik und Poliklinik für Orthopädie
• Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten
Ergebnisse (Ausblick):
Als wesentliche wissenschaftliche Ergebnisse der Forschergruppe sind zu nennen:
• Es wurde der Einfl uss von Komponenten der extrazellulären Matrix in Form von
Beschichtungen mit zunehmender Komplexität auf Titanimplantaten sowie als Zusätze
zu umbaubarem Hydroxylapatit (HAP)-Kollagen-Knochen er satz material im lebenden
Gewebe aufgeklärt. Die Arbeitshypothese, dass es möglich ist, die Phase der Einheilung
bzw. des Remodelling durch geeignete biologische Funktionalisierung deutlich zu beschleunigen,
wurde für beide Fälle eindeutig bewiesen.
• Für beide Materialgruppen konnte gezeigt werden, dass für die beschleunigte Integration
in das umgebende Knochengewebe neben Komponenten der extrazellulären Matrix die
Einbeziehung von geeigneten Signalproteinen zur Stimulierung der Zellaktivität im
umgebenden Kno chen gewebe entscheidend ist.
• Sowohl für Metallimplantate als auch für HAP-Kollagen-Knochenersatz ma terial konnten
Strategien entwickelt werden, die zu einer deutlichen Verbesserung der knöchernen
Integration im unmittelbaren Grenzbereich zum Implantat bzw. Knochenersatzmaterial
führten.
Im 6. Förderjahr zeigten darüber hinaus tierexperimentelle Untersuchungen, dass ausgewählte
extrazelluläre Matrizes sich in Bezug auf das Einheilverhalten als besonders günstig erweisen.
Diese Matrizes, bestehend aus Kollagen I und Glykosaminoglykanen, hatten ein besseres Einheilverhalten
als solche, die mit Wachstumsfaktoren funktionalisiert waren. Daraus schloss
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2.4.