Verbundprojekt: 6D-biomimetic bone – Multi-dimensional biomimetic scaffold for dental bone regeneration (6D-BioBone) - Teilvorhaben: Biokompatibilitätsanalyse und Entwicklung einer ex vivo-Ko-Kultivierungsmethodik zur Beurteilung der Gewebeantwort und des regenerativen Potentials

Im Rahmen der Augmentation defizitären Knochens gilt die Verwendung autologer Transplantate mit dessen osteogenen, osteoinduktiven und osteokonduktiven Eigenschaften weiterhin als Goldstandard. Es braucht jedoch einen zweiten operativen Eingriff, um autologes Knochengewebe zu extrahieren, bei dem es zu einer Entnahmemorbidität sowie Komplikationen (z.B. Blutungen, Nervenschädigungen) kommen kann. Aus diesem Grund spielen Knochenersatzmaterialien (KEM) in der dentalen Implantologie eine wichtige Rolle. Dabei werden vor allem natürliche KEM biologischen Ursprungs verwendet. Alternativ können synthetische KEM (SKEM) verwendet werden. SKEMs fehlen dabei spezifische osteopromotive Eigenschaften sowie organische Bestandteile der extrazellulären Matrix, was zu Einschränkungen der Regeneration führen kann. Außerdem unterscheiden sich SKEMs, im Vergleich zu autologen Implantaten, signifikant in ihren nanotopographischen Eigenschaften, was ebenfalls als nachteilig gilt. Des Weiteren fehlen SKEMs vor allem die anabolen Zellen des Knochengewebes oder eine ausreichende Vaskulatur, welche für den Knochenheilungsprozess eine ebenso unabdingbare Grundlage darstellen. Das Ziel des vorliegenden Projekts ist die Erweiterung eines synthetischen 3D-SKEMs (maxresorb®) durch eine nanotopographische Polyelektrolyt-Multilayerbeschichtung (PEM) (4D) zur Immobilisierung sowie kontrollierten Freisetzung von osseostimulativen Faktoren und das Hinzufügen eines Kollagen-Netzwerks (5D). Darüber hinaus soll das Scaffold mittels Ko-Kulturen optional ergänzt werden (6D), um synthetischen KEM mit autologen Transplantaten vergleichbare regenerative Eigenschaften zukommen zu lassen. Neben den Materialkomponentenentwicklungen und deren Validierung sowie der Planung einer ersten klinische Studie sollen vor allem die regulatorische Begleitung auf deutscher als auch chinesischer Seite den erfolgreichen Projektabschluss auf Grundlage eines Verbundes aus den Partnern beider Länder absichern.