Evaluation der Angiogenese und Knochenregeneration nach Rekonstruktion ossärer Defekte des Gesichtsschädels mittels bioaktiver Scaffolds

• Antragsteller: Dr. Oliver Bissinger
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328489812

Gegenstand des vorliegenden Projektvorhabens ist die Untersuchung des Einflusses einer neuartigen Polymer-Therapie (RAFT-Polymerisation) zur Expression des Wachstumsfaktors BMP-2 auf die Osteogenese. Zudem wird der Einfluss des Scaffolds (CSIRO) auf seine osteogenen Eigenschaften, sein Verhalten in vivo sowie die Rolle der optimalen Porengröße (250 und 500 µm) des Materials in Hinblick auf die Angioneogenese des restituierten Knochengewebes evaluiert werden. Hierfür wird ein zu den Vorversuchen identischer critical size-Defekt im Kieferwinkel der Ratte gesetzt. Die Angiogenese des neuen Knochens sowie die Interaktion (bezüglich der Gefäßneubildung) zwischen dem Ersatzmaterial und dem umliegenden physiologischen Knochen, sind Faktoren, welche bisher nicht hinreichend untersucht worden sind. Die Möglichkeit, Knochen und Gefäßarchitektur simultan (mittels µCT) zu untersuchen, kann das Verständnis der Knochenheilung revolutionieren. Traditionelle histomorphometrische Ansätze mussten bislang mit 2-dimensionalen Parametern auskommen. Bis dato gibt es keine Untersuchung, die im Kieferbereich der Ratte 3-dimensional simultan Knochen und Gefäße untersuchen konnte. Zusätzlich werden mittels eines hochauflösenden, für die Patientendiagnostik einsetzbaren, klinischen CTs die gleichen scans durchgeführt, und die Knochenparameter korreliert werden. Ziel ist es hierbei, zu untersuchen, ob hier nondestruktive Messungen möglich wären, was für Folgeversuche eine erhebliche Einsparung von Versuchstieren ermöglichen würde. Gerade für kompromittierte Patienten mit Vorerkrankungen bzw. unter Dauermedikationen stehend, die längere OPs verbieten, oder die ein Einheilen nicht autologer Transplantate verhindern, existiert im Kiefer-, Gesichtsbereich kein alloplastisches Material, welches den Knochen erfolgreich funktionsstabil 3-dimensional ersetzt. In solchen Fällen könnte das Scaffold mit seinen optimalen Eigenschaften in Verbindung mit der untoxischen und in Transfektionsversuchen vielversprechenden Polymertherapie eine optimale Verbindung darstellen, um im Kiefer-, Gesichtsbereich erstmals mittels alloplastischem Material Knochen erfolgreich funktionsstabil 3-dimensional zu ersetzen. Dies soll im Anschluss in einem Großtiermodell im Sinne eines 'Proof proof of concept' getestet werden. Nach Etablierung ist der Herstellungsvorgang technisch einfach und günstig. Es sind hierbei keine aufwendigen und teuren Verfahren wie CAD/CAM/3D-Drucken erforderlich, was eine breite kommerzielle Vermarktung nach erfolgreichem Tierversuch wahrscheinlich macht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Jan Stefan Kirschke; Professor Dr. Andreas Kolk; Dr. Ulrike Schillinger