Knochenersatzstoffe
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Trotz unserer zunehmenden Kenntnisse zu den Mechanismen der Knochenheilung kommt es im klinischen Alltag immer noch in bis zu 10% aller Fälle zu einer verzögerten oder ausbleibenden Heilung. Besonders Knochendefekte nach Trauma, Infektionen oder Resektion von Knochentumoren stellen hier ein großes klinisches Problem dar. Zur Behandlung wird den Patienten häufig eigener Knochen, z.B. vom Beckenkamm, entnommen und in den Knochendefekt transplantiert. Dies geht jedoch mit oft großen Schmerzen an der Entnahmestelle einher und die Menge und Qualität des entnommen Knochens variieren stark zwischen verschiedenen Patienten. Aus diesen Gründen gibt es derzeit zahlreiche Bemühungen aus Wirtschaft und Wissenschaft, künstliche Knochenersatzstoffe herzustellen.
Knochenersatzstoffe bestehen zumeist aus Calcium-Phosphaten unterschiedlicher Zusammensetzung, wobei die chemische Zusammensetzung sowohl die Biodegradation des Materials als auch die Bioaktivität und Osteointegration mitbestimmt. Kein Knochenersatzstoff ersetzt derzeit eine autologe Spongiosaplastik. In einem durch die DFG geförderten Projekt in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung untersuchen wir derzeit den Einfluss der Phosphatstruktur von Calcium-Phosphatkeramiken auf die Osteoinduktivität, die Osteokonduktivität, die Osteointegration und die Resorbierbarkeit keramischer Knochenersatzstoffe.
Da Knochenersatzstoffe kein eigenes Gefäßsystem besitzen, stellt die Versorgung von Zellen innerhalb eines Knochenersatzstoffes mit Sauerstoff und Nährstoffen ein ungelöstes Problem dar.
Ziel eines weiteren Versuchsvorhabens ist daher die Entwicklung eines Knochenersatzstoffes mit einem eigenen Gefäßsystem. Dies geschieht durch vorherige Implantation des Knochenersatzstoffes in eine subkutane Tasche an der Hüfte von Mäusen. Nachdem sich in den Knochenersatzstoffen ein Gefäßsystem ausgebildet hat, werden diese in Knochendefekte von Mäusen implantiert. Hier wird untersucht, ob die Integration in den Knochendefekt im Vergleich zu Knochenersatzstoffen ohne Gefäßsystem verbessert werden kann.
Dr. Patric Garcia (Leitung)
Prof. Dr. M.W. Laschke
Dr. Moritz Klein
Dr. rer. med. Claudia Scheuer
Dipl. agr. biol. Sascha Kleer
Dr. Georg Berger
Kontakt: patric.garcia @uks.eu.
