Konfokales Laserscanning-Mikroskop
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das konfokale Laserscanning Mikroskop (CLSM) am Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde Tübingen wird interdisziplinär in der biomedizinischen Biofilmforschung/Mikrobiologie, bei der Untersuchung zellbiologischer Fragestellungen mit dreidimensionalen Zellkultursystemen und regenerativen Geweberekonstrukten (Tissue Engineering) sowie für die Charakterisierung funktionalisierter Biomaterialien und innovativer Implantatoberflächen eingesetzt. In der Biofilmforschung der Abteilung Poliklinik für Zahnerhaltung wurden verschiedene komplexe, dynamische In vitro- und humane In vivo-Biofilmmodelle etabliert, die für präklinische und klinische Fragestellungen eingesetzt werden. Es existiert eine umfangreiche Expertise in der mikroskopischen und mikrobiologischen Biofilmanalytik. In einem von der Baden-Württemberg Stiftung geförderten Kooperationsprojekt wurde eine neue schaltbare, photokatalytische Implantatoberfläche aus TiO2 (Anatas) in vitro und in vivo hinsichtlich ihrer Biofilmaktivität, mikrobiellen Adhäsionseigenschaften sowie der Biokompatibilität untersucht. Im Rahmen eines weiteren aktuellen Forschungsprojektes werden die Reaktionsprofile biofilmassoziierten Mutans-Streptokokken unter Exposition verschiedener Nahrungszucker analysiert. Die Analyse umfasst die Expression ausgewählter Gene, die Syntheseleistung der Genprodukte (extrazelluläre Polysaccharide, EPS), metabolische und mikrobiologische Aktivitäten, sowie deren mögliche funktionelle Zusammenhänge und Regulationen. Die Fluoreszenz-gestützte CLSM-Analyse ermöglicht dabei die Erstellung dreidimensionaler ortsaufgelöster Profile der markierten Biofilmkomponenten und mikrobiellen Stoffwechselzustände. Die Ergebnisse sollen dazu genutzt werden, kariespräventive Therapieansätze weiterzuentwickeln. Der Forschungsschwerpunkt des molekularbiologischen Forschungslabors der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie ist Knochen Tissue Engineering. Das Ziel der Forschungsarbeit ist die Regeneration von Knochendefekten bei Patienten durch den Einsatz von autologen Stammzellen und geeigneten Trägermaterialien zu ermöglichen. Dafür werden einerseits Stammzellen aus dem Kieferperiost isoliert und im Detail charakterisiert, andererseits werden resorbierbare Trägermaterialien auf ihre Eignung getestet, biofunktionalisiert und somit für diesen speziellen Stammzelltyp optimiert. Für den letztgenannten Zweck wird das Proliferations- und Adhäsionsverhalten der Zellen an das Biomaterial mit Hilfe des CLSM visualisiert. Dabei ist sowohl die oberflächliche Zellbesiedlung als auch die Eindringtiefe der Zellen in das Scaffold von Interesse. Weiterhin wird untersucht, inwiefern die Zelladhäsion an das zu untersuchende Trägermaterial durch spezielle Integrine vermittelt wird (Funktionsassays). Die Biofunktionalisierung der Trägermaterialien mit Hilfe von speziellen Peptiden, die das Wachstum und die Adhäsion der Kieferperiostzellen aktivieren sollen, wird sowohl im Rahmen einer naturwissenschaftlichen Doktorarbeit als auch im Rahmen eines BMBF-gefördeten Verbundprojektes untersucht. Die Methode der Peptidbeschichtung von Polylaktidscaffolds wurde hauptsächlich während der Doktorarbeit optimiert. Im Rahmen des BMBF-Projektes werden aktuell zahlreiche Peptide und unterschiedlich zusammengesetzte Biomaterialien, die in der Sektion Medizinische Werkstoffkunde synthetisiert werden, auf ihre Eignung für Kieferperiostzellen getestet. Damit soll eine gezielte Besiedelung der Konstrukte mit Knochenhautstammzellen und eine Induktion der Knochen-Neubildung bzw. eine bessere Integration der Implantate ins umliegende Gewebe ermöglicht werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Morphology and viability of complex dental biofilms after in vivo rinsing with AmF/SnF and chlorhexidine (CHX) during de novo biofilm formation. J Clin Perio 36, s9, 16 Ref no: EUABS066097 (2009)
von Ohle C, Rodrigues-Faria A, Decker EM, Meller C, ElAyouti A, Brecx M
- Substantivity of Chlorhexidine in Established Dental Biofilms after Mouthrinsing. Eurobiofilms, Rome (2009)
von Ohle C, Decker EM, Rodrigues-Faria A, Brecx M, Stoodley P
- Biofunctionalization of Polylactic Acid Scaffolds with different peptides and coating variants. Bone Tec Hannover (2010)
Ardjomandi N, Maurer A, Kalbacher H, Klein C, Reinert S, Alexander D
- Coating of Polylactic Acid Scaffolds with RGD Peptides – Promising Candidates to Enhance Adhesion and Differentiation of Jaw Periosteal Cells? TERMIS North America Orlando (2010)
Ardjomandi N, Maurer A, Kalbacher H, Klein C, Reinert S, Alexander D
- Influence of anatase-coated titanium on dental biofilm formation in vivo. J Dent Res, 89(B): 2010
von Ohle C, Decker EM, Camillo-Carrascoza K, Haupt M, Öhr C, Rupp, Scheideler L, Sinn S, Wendel HP, Geis-Gerstorfer J
- Dental biofilm formation on titanium implant biomaterials. Eurobiofilms, Kopenhagen (2011)
von Ohle C, Camillo-Carrascoza K, Haupt M, Öhr C, Rupp, Scheideler L, Sinn S, Wendel HP, Geis-Gerstorfer J, Decker EM
