Präformation/Knochenersatz

Untersuchung von Knochenersatzmaterialien im Hinblick auf die Vaskularisation: Das Knochenersatzmaterial (lila angefärbt) wurde gut vom Körper angenommen und ist mit Gewebe durchzogen. In der histologischen Untersuchung sind Blutgefäße verschiedener Größe zu finden, diese wurde mit einem Marker, der die Endothelzellen der Gefäße erkennt, markiert.

Ein häufiges Problem in der MKG-Chirurgie sind Defekte der knöchernen Strukturen des Gesichtsschädels, wie z. B. der teilweise oder vollständige Verlust von Knochenabschnitten. Diese können aufgrund von angeborenen Defekten, als Folge von Unfällen oder bei der Entfernung von Tumoren entstehen. Die Konsequenzen dieser Defekte sind neben ästhetische Problemen auch Funktionseinschränkungen, z. B. beim Kauen, weil Muskelansätze fehlen oder ein Teil des Unterkiefers entfernt werden musste. Um diese Knochendefekte zu verschließen, werden bei kleineren Defekten verschiedene Knochenersatzmaterialien eingesetzt, die dem natürlichen Knochen in Aufbau und Zusammensetzung ähneln.

Im Rahmen unserer Forschung suchen wir nach neuen Ersatzmaterialien und versuchen, bereits bekannte Ersatzmaterialien besser zu charakterisieren. Weiterhin versuchen wir, das Einwachsen von körpereigenem Gewebe und Blutgefäßen in diese Materialien zu verbessern.
Bei größeren Defekten können die Ersatzmaterialien nicht mehr eingesetzt werden - hier muss auf patienteneigenes Gewebe zurückgegriffen werden. Dazu werden dem Patienten an einer Stelle des Körpers Knochen (teilweise mit weichgeweblichen Strukturen) entnommen und verwendet. Durch diese Vorgehensweise wird eine zusätzliche Defektstelle im Körper geschaffen, die weitere gesundheitliche Probleme nach sich ziehen kann.

Tissue Engineering (TE)

Um die o. g. Problematiken zu umgehen wird in der präoperativen Planung das sog. „Tissue-Engineering“ eingesetzt, wobei individuell auf den Patienten und die spezifische Defektsituation zugeschnittene Implantate entwickelt werden. Diese Konstrukte werden aus Zellen des Patienten im Labor herangezogen und verursachen keinen sekundären Entnahmedefekt.

Ein gravierendes Problem bei der Defektversorgung durch TE-Konstrukte ist die begrenzte Überlebensrate der Konstrukte nach der Implantation, da es keinen Anschluss an die Mikrozirkulation im Defektbereich gibt. Zur Versorgung von Konstrukten in klinisch relevanter Größe reicht die Basis der Sauerstoff- und Nährstoff-Zufuhr nicht aus.
Wir versuchen, Strategien zu entwickeln, um das Überleben der Konstrukte zu verbessern und untersuchen die Entwicklung des Gefäßsystems. Dabei stehen verschiedene Modelle zur Verfügung, mit denen Veränderungen im Gefäßsystem direkt verfolgt und quantitativ erfasst werden können.


Intravitale Fluoreszenzmikroskopie der Mikrozirkulation in einem „Tissue Engineering“ Konstrukt