Kurzfassung

Behandlungen von großen Knochendefekten, wie sie nach schweren Unfällen, Infektionen, Tumorerkrankungen etc. auftreten können, stellen eine große Herausforderung im Bereich der Chirurgie des Bewegungsapparates dar. Solche Defekte gehen stets mit mehrfachen Operationen, hohen Belastungen für den Patienten und hohen Kosten einher. Ein vielversprechendes Konzept zur Therapie stellt der Einsatz von neuartigen Biomaterialien als Knochenersatzstoff dar. Unser Ansatz beruht auf dem Einsatz von...Behandlungen von großen Knochendefekten, wie sie nach schweren Unfällen, Infektionen, Tumorerkrankungen etc. auftreten können, stellen eine große Herausforderung im Bereich der Chirurgie des Bewegungsapparates dar. Solche Defekte gehen stets mit mehrfachen Operationen, hohen Belastungen für den Patienten und hohen Kosten einher. Ein vielversprechendes Konzept zur Therapie stellt der Einsatz von neuartigen Biomaterialien als Knochenersatzstoff dar. Unser Ansatz beruht auf dem Einsatz von Biomaterialien mit rekombinantem Silicatein, einem Enzym, das in Kieselschwämmen vorkommt. Es ist für die Synthese von Silikat aus Tetraethoxysilan (TEOS, Tetraethyorthosilicat) verantwortlich. Silikat bildet in Schwämmen die Grundlage für das Endo-Skelett. Bei in vitro Versuchen konnte die Forschungsgruppe Müller/Wiens et al. bereits zeigen, dass Biosilikat die Proliferation und osteogene Aktivität humaner Osteoblast-artiger Zellen (Osteosarkomzellen, SaOS-2) fördert, was zu einer erhöhten Mineralisierung (Bildung von Hydroxylapatit) führt. Dieser osteogene Effekt beruht auf der induzierten Expression von mindestens zwei Zytokinen, BMP-2 und Osteoprotegerin. Silikat ist zudem ungiftig für Säugetierzellen und daher biokompatibel.
Die in einem in vivo Maus Kalottendefektmodell eingesetzten Implantate bestehen aus Polycaprolacton-Chitosan Propfkopolymer und sind mit  Silicatein (Enzym) undTetraethoxysilan (Substrat) beschichtet. Anhand dieser Untersuchungen soll die Osteokonduktivität / Induktion der Knochenneubildung von Silikatein analysiert werden. Die Auswertung erfolgt mit Hilfe von μCT-Aufnahmen, Bestimmung des BV/TV. Quotient aus Knochenvolumen (BV) und Gesamtvolumen (TV) und histologischen Untersuchungen.
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