Knochenregeneration

Knochenbrüche gehören zu den häufigsten muskuloskelettalen Verletzungen. Allein in Deutschland werden jährlich ca. 800.000 Patienten aufgrund einer Fraktur klinisch behandelt. Trotz therapeutischer Fortschritte in den letzten Jahrzehnten treten bei 5 - 10 % der Patienten Knochenheilungsstörungen auf. Oftmals stören ungünstige biomechanische Bedingungen oder eine Begleiterkrankung die Heilung. Eine klinische Herausforderung ist auch die Behandlung großer Knochendefekte, die z.B. durch Verletzungen, Infektionen oder nach der Entfernung von Tumoren entstehen können.

Daher untersuchen wir sowohl die grundlegenden zellulären und molekularen Mechanismen der Knochenregeneration als auch die Pathomechanismen von Heilungsstörungen, die bei Begleiterkrankungen (Osteoporose, entzündliche Erkrankungen, mentalen Erkrankungen), schweren Verletzungen oder im Alter auftreten können, um verbesserte Therapien entwickeln zu können. Ein Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung des Einflusses des Immunsystems auf die Knochenheilung, insbesondere der Rolle von inflammatorischen Mediatoren, Stresshormonen und Zellen der angeborenen Immunität. Zudem erforschen wir den therapeutischen Einsatz von mesenchymalen Stammzellen und Mikrobioms-modulierenden Strategien zur Verbesserung der Knochenregeneration. Wir untersuchen auch die Regulation der Knochenheilung durch mechanische Reize mit dem Ziel, die Frakturstabilisierung durch Implantate zu optimieren oder mechanische Stimuli therapeutisch einzusetzen. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist der Inter-Organ-Crosstalk, zum Beispiel die Erforschung der Gehirn-Knochen- oder der Darm-Knochen-Achse.

Um unsere Forschungsfragen zu beantworten entwickeln wir in vitro, in vivo und in silico Modelle und integrieren zahlreiche Methoden wie z.B. molekular- und zellbiologische Analysen, histologische und biomechanische Verfahren, hochauflösende Computertomographie (µCT), Magnetresonanzimaging (MRI), und Computersimulationsmodelle. Wir sind ständig bestrebt neue Methoden im Sinne der 3R zu entwickeln.

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