Zur optimierten Mechanobiologie der Unterkieferrekonstruktion mittels Fibula-Transplantat

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Sara Checa Esteban, Ph.D.; Privatdozent Dr. Carsten Rendenbach
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie ; Orthopädie, Unfallchirurgie, rekonstruktive Chirurgie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465338425

Kontinuitätsunterbrechende Defekte des Unterkiefers durch Trauma, Tumor oder Osteonekrose werden zumeist mittels körpereigenen Transplantaten in Kombination mit einer Titan-Osteosynthese rekonstruiert. Typischerweise wird hierbei ein Fibula-Transplantat verwendet und dieses mittels lasttragenden Rekonstruktionsplatten am Unterkiefer fixiert. Dabei bleibt eine suffiziente knöcherne Überbrückung zwischen Transplantatknochen und ortsständigem Unterkiefer häufig aus. Aus der Forschung am Röhrenknochen ist ein Zusammenhang zwischen mechanischen Signalen unter Belastung und der knöchernen Struktur und der Knochenheilung bekannt. Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe legen nahe, dass das Zusammenspiel zwischen mechanischem Reiz bzw. ausbleibendem Reiz durch eine zu hohe Steifigkeit von Rekonstruktionsplatten auch bei der Unterkieferrekonstruktion mit autologen Transplantaten eine Rolle spielen könnte. Diese Interkonnektivität zwischen Mechanik und Biologie wurde am Unterkiefer und speziell bei der Unterkieferrekonstruktion bis dato nicht umfassend untersucht. Wir beabsichtigen die Durchführung einer kombinierten in silico / in vivo Untersuchung mit dem Ziel, den Zusammenhang zwischen mechanischem Reiz und Knochenheilung zwischen Unterkiefer und Fibula-Transplantat in Abhängigkeit von der Osteosynthese zu verstehen. Hierzu erfolgt die Entwicklung eines Finite-Elemente-Rekonstruktionsmodells des Unterkiefers zur Durchführung computergestützter Berechnungen und Analysen sowie Untersuchungen an Patienten mit UnterkieferrekonstruktionSpezifische Ziele sind: - den Einfluss der Unterkieferresektion und -rekonstruktion auf die Kaukraft und deren Verlauf im ersten postoperativen Jahr zu messen und diese Daten für das Computer-Modell zu verwenden- die Knochenheilung im Segmentspalt zwischen Fibula und Mandibula radiologisch zu untersuchen- in vivo Segmentspaltbewegungen und die Unterkiefer-Kinematik mittels 3D-Fluoroskopie zu messen und diese Daten für das Computer-Modell zu verwenden- Strukturelle Unterschiede zwischen Fibula und Mandibula zu charakterisieren und den Segmentspalt histologisch hinsichtlich stattgehabter (Knochen)heilung zu untersuchen- die biomechanischsen Bedingungen im Defekt und Segmentspalt von mittels Fibula-Transplantat und CAD/CAM-Rekonstruktionsplatten rekonstruierten Unterkiefern zu analysieren - die mechanische Regulierung der Knochenheilung im Segmentspalt mn

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr.-Ing. Philippe Moewis, Ph.D.; Privatdozentin Dr. Katharina Schmidt-Bleek