Elektrisch stimuliertes 3D-Gerüst für die Knochenregeneration

• Antragsteller: Dr. Amir Fahmi
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 570110040

Das Design, die Herstellung und die Charakterisierung von dreidimensionalen (3D) strukturierten hybriden Nanofasern, die die Gewebematrix nachahmen, haben ein großes Potenzial für Anwendungen in der Geweberegeneration. Die Anwendung externer elektrischer Stimulation auf Gerüste für den Aufbau von Knochengewebe ermöglicht die Regeneration von Knochengewebe mit nativer, hierarchisch organisierter extrazellulärer Matrix (ECM) und mehreren Gewebeschnittstellen. Die Technik der Knochenregeneration entwickelt sich zu einem transformativen Bereich, der insbesondere bei traumatischen Verletzungen, Knochenbrüchen und/oder orthopädischen Operationen von entscheidender Bedeutung ist, wenn sich herkömmliche Methoden als unzureichend erweisen. RESBONREG zielt darauf ab, hybride nanostrukturierte Biomaterialien in 3D-Konstruktion zu entwerfen und herzustellen, die die strukturellen und funktionellen Eigenschaften von Knochengewebe nachahmen. Durch kontrollierte elektrische Stimulation (ES) sollen Zellproliferation, Differenzierung, Migration, Adhäsion und die Sekretion von Wachstumsfaktoren gefördert werden. Mit Hilfe von FEM-Simulationen (Finite-Elemente-Modell) wird die Auswirkung des Vorhandenseins eines Gerüsts auf die Veränderung der lokalen elektrischen Feldmuster untersucht. Das ES beschleunigt die Reifung des Knochengewebes und trägt zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit bei, indem es den Synergieeffekt zwischen dem nativen Knochengewebe und den künstlichen Gerüsten kontrolliert, um bioaktive Verbindungen zu induzieren. Diese Elemente sind entscheidend für die Beschleunigung des Knochenheilungsprozesses.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich, Tschechische Republik
• Partnerorganisation: Czech Science Foundation; Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Kooperationspartnerinnen: Privatdozentin Dr. Eva Filová; Privatdozentin Dr. Theresa Rienmüller