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Hilfe für das erkrankte Skelett

Gießener Wissenschaftler und Kliniker forschen zu Knochenersatzmaterialien

Gießen (si). Vier Stunden dauerte die Operation, dann hatte das Ärzteteam den Tumor entfernt. Er war am Ende fast so groß wie ein Tennisball. Die Geschwulst im Oberschenkel entpuppte sich – zum Glück – als gutartig. Allerdings hatte es sich über die Jahre so aggressiv in den Körper hineingefräst, dass bei der OP ein Teil des Knochens mit entfernt werden musste. Ersetzt wurde er aus körpereigenem Material. Die Mediziner entnahmen den Knochen aus dem Beckenkamm des jungen Mannes.
Das Verfahren bot sich hier an. Es hat unter anderem den Vorteil, dass es keine immunologischen Abwehrreaktionen auslöst. Allerdings ist die Knochenentnahme nicht immer möglich. Sie braucht ein »gesundes Umfeld«; also eine stabile Knochenstruktur, damit das Implantat andocken kann. Bei einer Erkrankung des gesamten Skeletts des älteren Menschen, etwa der Osteoporose, müssen neue Antworten gefunden werden.
An der Justus-Liebig-Universität arbeiten daran Wissenschaftler und Kliniker verschiedener Disziplinen – sehr erfolgreich schon seit fast zwei Jahrzehnten. Pionier war Prof. Reinhard Schnettler, der 1995 die Leitung der Gießener Unfallchirurgie übernahm und noch im gleichen Jahr das Labor für Experimentelle Unfallchirurgie gründete – eine damals bundesweit einzigartige Einrichtung, die unter anderem auf dem Gebiet der Knochenersatzmaterialien forscht. Seit 2010 gibt es unter Gießener Regie dazu auch einen Sonderforschungsbereich. Am SFB/Transregio 79 »Werkstoffe für die Geweberegeneration im systemisch erkrankten Knochen« sind auch die Universitäten Dresden und Heidelberg beteiligt, außerdem das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) sowie zwei materialorientierte Leibniz-Institute. Er wird nun für vier weitere Jahre mit insgesamt 9,9 Millionen Euro Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert, davon entfällt knapp ein Drittel auf den Standort Gießen.

Drei Fachbereiche beteiligt

Neuer Sprecher des SFB/TRR79 ist seit 1. Juli Prof. Christian Heiß, der den altersbedingt ausscheidenden Reinhard Schnettler zum 1. Oktober auch als Direktor der Gießener Unfallchirurgie ablösen wird. Standortsprecherin ist seit 2010 Prof. Sabine Wenisch (Klinische Anatomie und Experimentelle Chirurgie in der Veterinärmedizin). Beide haben schon in den letzten Jahren exponiert im Sonderforschungsbereich gearbeitet. Insgesamt gibt es 21 Teilprojekte, an der JLU ist neben den beiden medizinischen Fachbereichen auch die Chemie (Arbeitsgruppe Prof. Jürgen Janek) beteiligt.
Bei ihren Forschungen konzentrieren sich die Wissenschaftler neben der Osteoporose auf das Multiple Myelom, eine Krebserkrankung des Knochenmarks. In beiden Fällen ist der Knochen »systemisch erkrankt«. Ein statischer, prothesenartiger Ersatz bringt hier kaum etwas. Der SFB setzt deshalb auf Materialien, die der Knochen aufnehmen kann. Ziel ist es, dass der Körper dort wieder eigenes Knochengewebe bildet. Dazu setzen die Forscher auf die Arbeit der Zellen, genauer gesagt: auf zwei Gruppen, die sich wechselseitig ergänzen: Osteoblasten, die neuen Knochen bilden, und Osteoklasten, die implantiertes Material abbauen. Es ist ein komplizierter Prozess, der fein aufeinander abgestimmt werden muss.

Grundlagenforschung plus Praxis

Die Wissenschaftler in Gießen interessieren sich dabei vor allem für die Vorgänge in den Knochenzellen: Wie reagieren sie auf unterschiedliche Implantate? Das ist die Leitfrage. In den Laboren kommen molekular- und zellbiologische Techniken ebenso wie bildgebende und radiologische Verfahren zum Einsatz (Experimentelle Radiologie: Prof. Gabriele Krombach). »Grundlagenforschung und klinische Anwendung sind besonders eng verknüpft«, bekräftigten Heiß und Wenisch im Gespräch mit der Gießener Allgemeinen Zeitung.
Erste Erfolge können die Dresdner Wissenschaftler – die die Materialien entwickeln – und die Gießener Kollegen – die die zellulären Voraussetzungen und Folgen testen – schon vorweisen. So sind Ersatzstoffe gefunden worden, die den Knochenabbau bremsen und die Knochenneubildung stimulieren. Sie können auch helfen, einen gebrochenen Wirbel zu stabilisieren. Außerdem wurden neue Titanwerkstoffe entwickelt, die sich bei Osteoporose eignen.
In den nächsten Jahren sollen die Werkstoffe verfeinert werden. Das Team in Heidelberg beschäftigt sich mit dem Multiplen Myelom, das zu Osteolysen (»Löchern im Knochen«) führt. Hier sind Ersatzmaterialien nötig, die auf keinen Fall das Tumorzellenwachstum anregen bzw. im besten Fall sogar hemmen. Auch dabei sind die Gießener Wissenschaftler eingebunden.

 

(Quelle: Giessener Allgemeine Zeitung, 17.9.14)