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SFB 760: Biomechanik und Biologie der muskuloskeletalen Regeneration - von der Erfassung der Funktion zur gezielten Geweberegeneration -
Fachliche Zuordnung
Medizin
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Mathematik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Mathematik
Förderung
Förderung von 2007 bis 2011
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 29773914
Das langfristige Ziel dieses Sonderforschungsbereichs ist das möglichst umfassende Verständnis der grundlegenden Mechanismen, die bei der natürlichen Regeneration des Knochens eine Rolle spielen. Die Bestrebungen des Sonderforschungsbereichs setzen auf die Entwicklung therapeutischer Ansätze, die die natürlichen Prozesse der Knochenregeneration berücksichtigen und dadurch die Heilung gezielt und effektiv stimulieren. In diesem Sonderforschungsbereich werden Grundlagenkenntnisse aus der Materialwissenschaft und der Molekularbiologie in Therapieoptionen im Bereich der Regeneration des Bewegungsapparates überführt. Folgende Fragen sollen im Rahmen des Forschungsvorhabens beantwortet werden:
(1) Welche molekularen und physikalischen Mechanismen sind für die vollständige Regeneration von Knochen verantwortlich?
(2) Wie kann der Regenerationsprozess beeinflusst werden, und in welchem Maße kann man anhand dieser Erkenntnisse den Heilungsprozess kontrolliert steuern?
(3) Wenn eine Knochenheilung unter natürlichen Umständen nicht stattfindet, ist es möglich, durch gezielte Stimulation die Regeneration zu initiieren?
Antworten auf diese Fragen können nur aus einem interdisziplinären, eng kooperierenden Konsortium kommen. Der Sonderforschungsbereich stellt sich dieser Herausforderung, indem er Wissenschaftler zusammenführt, die genetische und molekularbiologische Analysen in Zellsystemen und Tiermodellen zur Knochenregeneration durchführen (Teilbereich A), die die Gewebestrukturen auf Nano- bzw. Mikroebene analysieren und dann die natürlichen Prozesse der Gewebeformation und Gewebeanpassung imitieren (Teilbereich B) und die die mechanischen und biologischen Rahmenbedingungen des natürlichen Regenerationsprozesses in experimentellen Modellen sowie im Patienten analysieren (Teilbereich C).
Die effiziente Kombination dieser verschiedenen Forschungseinrichtungen ist Basis für ein umfassendes Verständnis der vollständigen Geweberegeneration. Dieses Verständnis könnte der Schlüssel zur Neubildung von Geweben sein, die natürlicherweise nicht über die Fähigkeit zur vollständigen Regeneration verfügen.
(1) Welche molekularen und physikalischen Mechanismen sind für die vollständige Regeneration von Knochen verantwortlich?
(2) Wie kann der Regenerationsprozess beeinflusst werden, und in welchem Maße kann man anhand dieser Erkenntnisse den Heilungsprozess kontrolliert steuern?
(3) Wenn eine Knochenheilung unter natürlichen Umständen nicht stattfindet, ist es möglich, durch gezielte Stimulation die Regeneration zu initiieren?
Antworten auf diese Fragen können nur aus einem interdisziplinären, eng kooperierenden Konsortium kommen. Der Sonderforschungsbereich stellt sich dieser Herausforderung, indem er Wissenschaftler zusammenführt, die genetische und molekularbiologische Analysen in Zellsystemen und Tiermodellen zur Knochenregeneration durchführen (Teilbereich A), die die Gewebestrukturen auf Nano- bzw. Mikroebene analysieren und dann die natürlichen Prozesse der Gewebeformation und Gewebeanpassung imitieren (Teilbereich B) und die die mechanischen und biologischen Rahmenbedingungen des natürlichen Regenerationsprozesses in experimentellen Modellen sowie im Patienten analysieren (Teilbereich C).
Die effiziente Kombination dieser verschiedenen Forschungseinrichtungen ist Basis für ein umfassendes Verständnis der vollständigen Geweberegeneration. Dieses Verständnis könnte der Schlüssel zur Neubildung von Geweben sein, die natürlicherweise nicht über die Fähigkeit zur vollständigen Regeneration verfügen.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
- A01 - The molecular biology of fracture healing (Teilprojektleiter Mundlos, Stefan ; Robinson, Peter Nicholas )
- A02 - Improving bone regeneration by modification of BMP-inhibition (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Mundlos, Stefan ; Seemann, Petra )
- A03 - Manipulation of BMP and GDF growth factor signalling for musculoskeletal regeneration processes (Teilprojektleiterin Knaus, Petra )
- A04 - The role of AP-1 signalling in the pathology of bone remodelling (Teilprojektleiter David, Ph.D., Jean-Pierre )
- A05 - Mechanical strain-induced reactive oxygen species as mediators of embryonic stem cell derived angiogenesis and osteogenesis (Teilprojektleiterin Wartenberg, Maria Gerda )
- B01 - The micro-mechanical and structural properties of callus tissue during bone healing (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Fratzl, Peter ; Manjubala, Inderchand )
- B02 - Mechano-biology of bone healing and regeneration (Teilprojektleiter Duda, Georg ; Weinkamer, Richard )
- B03 - Regulation of the biosynthesis of extracellular matrix components by biomaterial scaffolds of different geometry and stiffness (Teilprojektleiter Fratzl, Peter ; Lendlein, Andreas )
- B04 - Sequential release of growth factors for treatment of biologically induced atrophic non-union (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Schmidmaier, Gerhard ; Wildemann, Britt )
- B05 - Biomimetic scaffold systems to support regeneration of bone defects having overcritical size (Teilprojektleiter Lendlein, Andreas )
- C01 - Biological characterisation of early bone healing and onset of regeneration (Teilprojektleiter Buttgereit, Frank ; Perka, Carsten )
- C02 - Biology of musculoskeletal regeneration and evaluation of guided tissue formation (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bail, Hermann Josef ; Lienau, Jasmin )
- C03 - Biomechanical characterisation of bone healing and regeneration in small and large animals (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Duda, Georg ; Schell, Hanna )
- C04 - Functional assessment and musculoskeletal loading conditions in regeneration (Teilprojektleiter Hege, Hans-Christian ; Heller, Markus )
- C05 - Fast and reliable multilevel algorithms in a virtual orthopaedic surgery lab (Teilprojektleiter Deuflhard, Peter J. ; Kornhuber, Ralf )
- C06 - Analyses of in vivo data of loads in the human body (Teilprojektleiter Bergmann, Georg )
- C09 - Vorteilhafte und nachteilige Immunzellen in der Frakturheilung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Schell, Hanna ; Volk, Hans-Dieter )
- Z01 - Organisation and structural integration (Teilprojektleiter Duda, Georg ; Haas, Norbert P. )
Antragstellende Institution
Gemeinsam FU Berlin und HU Berlin durch:
Charité - Universitätsmedizin Berlin
Charité - Universitätsmedizin Berlin
Mitantragstellende Institution
Freie Universität Berlin; Humboldt-Universität zu Berlin
Beteiligte Institution
Deutsches Rheuma-Forschungszentrum Berlin (DRFZ); Helmholtz-Zentrum hereon GmbH; Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung
Wissenschaftspark Potsdam-Golm; Max-Planck-Institut für molekulare Genetik (MPIMG); Zuse-Institut Berlin (ZIB)
Wissenschaftspark Potsdam-Golm; Max-Planck-Institut für molekulare Genetik (MPIMG); Zuse-Institut Berlin (ZIB)
Sprecher
Professor Dr.-Ing. Georg Duda