AG Geweberegeneration

In der Arbeitsgruppe Geweberegeneration des Forschungslabors für Biomechanik und Implantattechnologie bestehen umfassende Erfahrungen auf dem Gebiet der Kultivierung und Versuchsdurchführung mit humanen, primären Knochen- und Knorpelzellen. Diese werden aus Hüftköpfen bzw. Gelenkknorpel isoliert und kultiviert.

Hinsichtlich der Knochenregeneration bestehen in der Arbeitsgruppe umfassende Kenntnisse in der zwei- und dreidimensionalen Kultivierung von humanen Osteoblasten in 3D Formkörpern aus Tricalciumphosphat, Tantal und Titan. Um die Versorgung der Zellen mit Sauerstoff und die metabolische Aktivität zu erfassen, bestehen in der Arbeitsgruppe etablierte statische und dynamische Zellkultursysteme mit Mikrosensortechnik (Sauerstoff und pH-Wert). Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Möglichkeit der elektrischen Stimulation von Knochenzellen, um die Knochenregeneration zu fördern.

Darüber hinaus wird die Wirkung von Abriebpartikeln (metallische Partikel, Knochenzementpartikel, Polyethylen-Partikel) auf die Vitalität und Syntheseleistung humaner Knochenzellen erforscht. Vergleichend hierzu erfolgen Versuche mit humanen Monozyten bzw. Makrophagen, welche aus Buffy Coats isoliert werden.

Hinsichtlich der Knorpelregeneration werden humane Knorpelzellen und mesenchymale Vorläuferzellen in etablierten 3D Zellkultursystemen (Pelletkultur, Alginat-Beads, Biomaterialien) unter verschiedenen Sauerstoffbedingungen (21 % oder 5 % Sauerstoff) kultiviert und mit Wachstumsfaktoren stimuliert. Hierbei liegt die Fragestellung im Differenzierungspotential der Zellen. In diesem Zusammenhang untersuchen wir den Einfluss von Silikat-Nanopartikel gekoppelt mit IGF-1 auf die Viabilität, die Proliferation und auf das chondrogene Differenzierungspotential humaner primärer Knorpelzellen und mesenchymaler Stammzellen.

Des Weiteren werden sowohl Biomaterialien als auch Implantatoberflächen für verschiedene orthopädische Anwendungsgebiete auf ihre Biokompatibilität mit verschiedenen Zelltypen (Knochenzellen, Knorpelzellen, Fibroblasten) in-vitro getestet. Darüber hinaus erfolgen in Zusammenarbeit mit der AG Experimentelle Biomechanik tierexperimentelle Analysen.

Projektträger

AG Leiterin

Mitarbeiter

  • Doris Hansmann, MTA
  • Bettina Hiemer M. Sc.
  • Simone Krüger, M.Sc.
  • Sarah Zaatreh M. Sc.
  • Dipl.-Humanbiol. Josefin Ziebart
  • Studentische Mitarbeiter