Muskoloskelettales System

Hauptziel unserer Arbeit ist, dass verletzte Muskeln und Knochen möglichst schnell und komplett wieder verheilen. Wir setzen dabei an zwei Punkten an: Einerseits entwickeln wir Verfahren, um Patienten mit Heilungsdefiziten früh zu erkennen. So können wir diese Patienten bereits bei der ersten intra-operativen Versorgung mit den nötigen biologischen Stimuli therapieren. Andererseits identifizieren wir biologische Stimuli und überführen diese in technische Anwendungen.

Wir konnten für die gezielte Anregung der Geweberegeneration bei großen Defekten zeigen, dass sowohl die mechanische Eigenschaft (Elastizität) als auch die Struktur des verwendeten Biomaterials erheblichen Einfluss auf die Regenerationsfähigkeit hat. Gemeinsam mit anderen Forschungsprojekten des BCRT entwickelten wir das weltweit gängige Prinzip des Gewebe-Ersatzes mittels einer Imitation der heilenden Gewebestrukturen und Gewebebiologie durch intelligente Biomaterial-Konzepte ("künstliche Kallus"). Des Weiteren haben wir spezifische Auswertmethoden entwickelt, die den Heilungsfortschritt des Patienten dokumentieren. Gerade regenerative Therapien benötigen frühe Auswertparameter, um Erfolge und Hindernisse neuer Therapien rechtzeitig zu benennen.

Ziele

• Identifizierung und klinische Validierung von Biomarkern zur Prognose und Diagnose von verzögerter bzw. ausbleibender Regeneration nach Frakturen, Muskelverletzungen oder Sehnenrupturen
• Entwicklung und klinische Validierung von zellbasierten Therapien zur Verbesserung der Knochen- und Muskelregeneration und die Entschlüsselung des zugrundeliegenden Wirkmechanismus
• Entwicklung von Biomaterialen und bioaktiven Implantaten, welche die Gewebeformation und Angiogenese gezielt steuern, sowie die Narbenbildung und eine Fremdkörperreaktion verhindern
• Die Bedeutung des Immunsystems für die Heilung bzw. Heilungsstörungen von mesenchymalen Geweben verstehen und darauf basierend gezielte Interventionsstrategien ableiten
• Ein tieferes Verständnis der Wechselwirkung zwischen mesenchymalen Zellen und ihrer extrazellulären Matrix zur Identifikation von physiko-mechanischen Parametern, welche die endogene Regeneration anregen bzw. steuern