Universitätsklinikum des Saarlandes und Medizinische Fakultät der Universität des Saarlandes
Experimentelle Forschung
Leitung: Prof. Dr. Tim Pohlemann

Experimentelle Forschung

Die experimentelle Forschung ist ein wichtiger Bestandteil der Klinik für Unfall-, Hand- und  Wiederherstellungschirurgie. Die Frakturheilung ist nach wie vor Gegenstand intensiver Forschungen. Hauptfokus der Arbeitsgruppe Frakturheilung der Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie und des Instituts für Klinisch-Experimentelle Chirurgie ist die Analyse der pathophysiologischen Grundlagen der Frakturheilungsprozesse und die Entwicklung verschiedener Therapieansätze zur Verbesserung der gestörten Frakturheilung. Primär wurden verschiedene Fraktur- und Knochendefektmodelle an der Maus entwickelt sowie erstmals biomechanische Parameter verschiedener Osteosynthesetechniken für die Maus analysiert und quantifiziert, so dass nun standardisierte Untersuchungen am Mausmodell durchgeführt werden können.

 

Zur Analyse der Frakturheilung wurden zahlreiche Untersuchungsmethoden etabliert, welche in aktuell laufenden Studien standardmäßig durchgeführt werden. Am Institut für Klinisch-Experimentelle Chirurgie steht ein voll ausgestattetes Labor für biomechanische, histologische, immunhistologische, proteinbiochemische sowie radiologische Untersuchungen zur Verfügung. Mittlerweile konnte neben einem in-vitro micro-CT und einem Kleintier-MRT durch ein DFG-gefördertes Projekt ein in-vivo micro-CT angeschafft werden. Dieses Gerät erlaubt wiederholte Untersuchungen am lebenden Tier und verspricht damit tiefere Einblicke in die dynamischen Prozesse der Frakturheilung (Abb. 1).

 

 

 

Aufgrund der steigenden Altersstruktur und veränderten Lebensweise der westlichen Bevölkerung mit mangelnder Bewegung und kalorienreicher Ernährung ist ein drastischer Anstieg der sogenannten „Volkskrankheiten“ zu verzeichnen. Vor allem das Alter ist nicht nur mit einem deutlichen Knochenverlust (Osteoporose) und einem erhöhten Frakturrisiko verbunden, sondern beeinträchtigt auch die Phasen der Knochenheilung, so dass die Regenerationsfähigkeit deutlich abnimmt. Die Folge ist eine verzögerte oder gar ausbleibende Heilung. Damit verbunden sind vielfache operative Eingriffe am Knochen mit einer langen Hospitalisierung der Patienten. Ein Schwerpunkt unserer Arbeitsgruppe ist deshalb die Untersuchung der Frakturheilung im Alter sowie die Untersuchung des Frakturheilungsprozesses bei Stoffwechselerkrankungen. Interessanterweise konnten Studien bei adipösen Mäusen zeigen, dass trotz deutlich erhöhtem Fettanteil im Knochen (Abb.2) bei signifikant erhöhten Konzentrationen von Leptin im Blut weder in der biomechanischen Testung noch in den histologischen Untersuchungen signifikante Unterschiede in der Knochenheilung nachzuweisen sind. In Western Blot-Untersuchungen zeigte sich jedoch eine verminderte Expression von osteogenen Wachstumsfaktoren. Des Weiteren war das antioxidative Potential im Frakturkallus der adipösen Mäuse deutlich erniedrigt.