C02 - Elektrische und mechanische Stimulation des hyalinen Knorpels: Charakterisierung der zellulären Prozesse und Stimulationsparameter
Zusammenfassung des Arbeitsprogramms
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.
Abdul R. Farooqi, Julius Zimmermann, Rainer Bader, Ursula van Rienen: Numerical Simulation of Electroactive Hydrogels for Cartilage–Tissue Engineering. Materials 2019, 12(18), 2913, September 2019. doi.org/10.3390/ma12182913
Hendrikje Raben, Peer W. Kämmerer, Rainer Bader and Ursula van Rienen: Establishment of a Numerical Model to Design an Electro-Stimulating System for a Porcine Mandibular Critical Size Defect. Applied Sciences, volume 9(10), May 2019. ISSN 2076-3417. doi.org/10.3390/app9102160
Abdul Razzaq Farooqi, Rainer Bader and Ursula van Rienen: Numerical study on electromechanics in cartilage tissue with respect to its electrical properties. Tissue Engineering Part B: Reviews, April 2019. doi.org/10.1089/ten.teb.2018.0214
Bettina Hiemer, Martin Krogull, Thomas Bender, Josefin Ziebart ,Simone Krueger, Rainer Bader, Anika Jonitz-Heincke: Effect of electric stimulation on human chondrocytes and mesenchymal stem cells under normoxia and hypoxia. Mol Med Rep. 18(2):2133-2141. August 2018. doi.org/10.3892/mmr.2018.9174
Josefin Ziebart, Tina Sellmann, Karin Porath, Bachir Delenda, Ursula van Rienen, Rainer Bader and Rüdiger Köhling: Investigation of calcium channels involved in directed migration of human osteoblast in a direct current field. Orthopaedic Proceedings, volume SUPP_4: pages 4-4, April 2018. online.boneandjoint.org.uk/doi/abs/10.1302/1358-992X.2018.4.004
Daniel Kluess, Hans-E. Lange, Horst Heyer, Manuela Sander, Wolfram Mittelmeier and Rainer Bader: Supplementary finite element analysis in experimental testing of total hip stems. Materials Testing, volume 60 (5): pages 489-494, April 2018. doi.org/10.3139/120.111182
Josefin Ziebart, Siyuan Fan, Christian Schulze, Peer W. Kämmerer, Rainer Bader and Anika Jonitz-Heincke: Effects of interfacial micromotions on vitality and differentiation of human osteoblasts. Bone & Joint Research, volume 7 (2): pages 187-195, February 2018. doi.org/10.1302/2046-3758.72.bjr-2017-0228.r1
Alina Weizel, Julius Zimmermann, Alexander Riess, Simone Krüger, Rainer Bader, Ursula van Rienen, Hermann Seitz: Numerical Numerical simulation of the electric field distribution in an electrical stimulation device for scaffolds settled with cartilaginous cells. EMBC, July 2019, Berlin, Germany. doi:10.1109/EMBC.2019.8857760
Fabian Möws, Josefine Ziebart, Carolin Gabler, Simone Krüger, Daniel Wolter, Martin Ellenrieder and Rainer Bader: Etablierung eines Tiermodells zur Untersuchung der Osseointegration elektrostimulierender Implantate, VIII. Münchener Symposium für Experimentelle Orthopädie, Unfallchirurgie und Muskuloskelettale Forschung, March 2018, Munich, Germany.
Rainer Bader: Numerische Simulation in der Biomaterialforschung, Research Workshop, University Medical Center, November 2017, Rostock, Germany.
Alina Weizel, Thomas Diestler, Christian Polley, Rainer Detsch, Aldo. R. Boccaccini: Mechanical and rheological characterization of hydrogels and hydrogel precursors for cartilage tissue engineering and biofabrication. AMMM + 3D Week, September 2019, Lübeck, Germany.
Yogesh Deepak Bansod, Märuan Kebbach, Rainer Bader, and Ursula van Rienen: A Piezoelectric Strain-Adaptive Bone Remodeling Simulation. 41st International Engineering in Medicine and Biology Conference (EMBC), July 2019, Berlin, Germany.
Alina Weizel, Thomas Diestler, Christian Polley, Rainer Detsch, Aldo R. Boccaccini, Hermann Seitz: Relaxation Behavior of Ionically and Enzymatically Microbial Transglutaminase (mTG)-Crosslinked Alginate-di-aldehyde and Gelatin (ADA-GEL) Hydrogels for Cartilage Regeneration, 4th Euro Intelligent Materials, June 2019, Kiel, Germany.
Projektleitung
Prof. Dr. med. habil. Dipl.-Ing. Rainer Bader
E-Mail
Tel.: +49 381 494 9337
Prof. Dr.-Ing. Hermann Seitz
E-Mail
Tel.: +49 381 498 9090
Institutionen
Universitätsmedizin Rostock
Orthopädische Klinik und Poliklinik
Doberaner Straße 142
18057 Rostock
Universität Rostock
Lehrstuhl für Mikrofluidik
Justus-von-Liebig-Weg 6
18059 Rostock
Mitarbeitende
Assoziierte Mitarbeitende
Dr. Anika Jonitz-Heincke
Franziska Sahm
Martin Stephan
Prof. Dr. Thomas Tischer
Dr. Roland Matzmohr
Alexander Riess
Mitarbeitende mit Stipendium
Mareike Specht (beendet)