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Elektrische und mechanische Stimulation des hyalinen Knorpels: Charakterisierung der zellulären Prozesse und Stimulationsparameter

Elektrische und mechanische Stimulation von Knorpel

Prof. Dr. med. habil. Dipl.-Ing. Rainer Bader, Prof. Dr.-Ing. Hermann Seitz

Simone Krüger
Alina Weizel

Orthopädische Klinik und Poliklinik
Lehrstuhl für Mikrofluidik; Rostock

In diesem Projekt wird der Einfluss der elektrischen und mechanischen Stimulation auf die chondrogene Differenzierung von humanen Knorpelzellen und mesenchymalen Stammzellen in vitro analysiert. Dazu wird eine speziell angefertigte Stimulationskammer für die experimentelle Analyse der beiden Stimulationsarten eingesetzt. Darüber hinaus wird ein multiphysikalisches Simulationsmodell generiert, das die Stimulationsparameter und ihren Einfluss auf die Zellen abbildet und zu einem verbesserten Verständnis des Stimulationsprozesses führen soll. Zunächst liegt der Hauptfokus darauf, eine optimale 3D-Kultivierung von humanen Chondrozyten und mesenchymalen Stammzellen auf neuartigen Kollagen- und Hydrogel-basierten Biomaterialien (Scaffolds) mittels kombinierter elektrischer und mechanischer Stimulation zu erzielen, um daraus wirksame therapeutische Ansätze ableiten zu können.

J. Ziebart, S. Fan, C. Schulze, P. W. Kämmerer, R. Bader, and A. Jonitz-Heincke:
Effects of interfacial micromotions on vitality and differentiation of human osteoblasts
Bone & Joint Research, volume 7(2):pages 187-195, feb 2018
URL dx.doi.org/10.1302/2046-3758.72.bjr-2017-0228.r1

F. Möws, J. Ziebart, C. Gabler, S. Krüger, D. Wolter, M. Ellenrieder, R. Bader:
Etablierung eines Tiermodells zur Untersuchung der Osseointegration elektrostimulierender Implantate
Vortrag beim VIII. Münchener Symposium für Experimentelle Orthopädie, Unfallchirurgie und Muskuloskelettale Forschung, München, Deutschland,  März 2018

R. Bader:
Numerische Simulation in der Biomaterialforschung,
Research Workshop, University Medical Center, Rostock, Nov. 2017