AG Geweberegeneration

Die Arbeitsgruppe Geweberegeneration hat umfangreiche Erfahrungen in der Isolation und der zwei- bzw. dreidimensionalen Kultivierung von humanen Primärzellkulturen, welche aus unterschiedlichen Geweben gewonnen werden: 

  • Knochen- und Knorpelzellkulturen, isoliert aus Hüftköpfen bzw. hyalinem Gelenkknorpel
  • Fibroblastenzellkulturen, isoliert aus Hautproben
  • Monozyten und Makrophagen, isoliert aus Buffy Coats oder Vollblut                                

Neben in vitro Biokompatibilitätsuntersuchungen von Biomaterialien und Implantatwerkstoffen (z.B. Tricalciumphosphat, Kollagen, Tantal, Titan) mit den verschiedenen Zelltypen (Knochenzellen, Knorpelzellen, Fibroblasten) erfolgen in Zusammenarbeit mit der AG Experimentelle Biomechanik auch tierexperimentelle Analysen. Um die Versorgung von Zellen in 3D Strukturen mit Sauerstoff und die metabolische Aktivität zu erfassen, bestehen etablierte statische und dynamische in vitro Zellkultursysteme mit Mikrosensortechnik (Sauerstoff und pH-Wert). Es gibt weiterhin die Möglichkeit, die zwei- und dreidimensionalen Zellkulturen unter spezifischen Sauerstoffbedingungen (z.B. 5 % Umgebungssauerstoff) zu kultivieren, um physiologisch angenäherte Versuchsbedingungen zu ermöglichen.

Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt ist die Möglichkeit der biophysikalischen Stimulation von Knochen- und Knorpelzellen, um die Regeneration der spezifischen Gewebe zu fördern. In diesem Zusammenhang wurden verschiedene Testsysteme entwickelt, um Zellkulturen elektrisch (direkt vs. kapazitiv eingekoppelte elektrische Felder) oder mechanisch (z.B. über Mikrobewegungen) zu stimulieren.

Darüber hinaus wird in der Arbeitsgruppe die hydrostatische Hochdruck-Technologie (HHD) genutzt, um Knochen, Knorpel und Faszien zu devitalisieren, um diese als Gewebeersatzmaterial zu verwenden. Neben der umfangreichen Charakterisierung der Devitalisierungseffizienz erfolgen Untersuchungen zur Revitalisierung und Zelldifferenzierung sowie zum immunologischen Potential der behandelten Gewebe.

Weiterhin untersucht die AG Geweberegeneration die biologische Antwort auf Abriebpartikel (metallische Partikel, Knochenzementpartikel, Polyethylen-Partikel, Keramikpartikel) und auf Korrosionsprodukte. In diesem Zusammenhang bestehen umfangreiche Kenntnisse zur Charakterisierung von Knochenumbauprozessen und Freisetzung von Entzündungsmediatoren in den entsprechenden Zellkulturen. Neben Einzelzellversuchen wird die biologische Antwort auch in direkten und indirekten Ko-Kulturen untersucht.

Projektträger

Mitarbeitende

  • Doris Hansmann, MTA
  • Dr. rer. nat. Annett Klinder
  • Simone Krüger, M.Sc.
  • Franziska Prehn, M.Sc.
  • Franziska Sahm, M.Sc.
  • Janine Waletzko, M.Sc.
  • Studierende