Robert Ott bei der Präsentation seiner Forschungsarbeit auf dem ersten Poster-Slam der Universität Rostock. (Foto: privat)
Stammzellen können auch zu Hoffnungsträgern in der Zahnmedizin werden – Robert Ott, Doktorand am Institut für ImplantatTechnologie und Biomaterialien e.V., einem An-Institut der Universität Rostock, ist davon fest überzeugt. Der 28-jährige Wissenschaftler ist an einem durch das Wirtschaftsministerium des Landes Mecklenburg-Vorpommern geförderten Verbundforschungsprojekt zwischen Wissenschaft und Wirtschaft beteiligt. Die weiteren Projektpartner sind die RoweMed AG, ein Industriepartner aus Parchim, und Professor Bernhard Frerich, Direktor der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Plastische Gesichtschirurgie der Universitätsmedizin Rostock.
Im klinischen Alltag werden kranke oder fehlende Zähne längst durch Zahnimplantate ersetzt, denn so wird verloren gegangene Lebensqualität wiederhergestellt. Damit Zahnimplantate allerdings zuverlässig im Kiefer verankert werden können, muss in vielen Fällen der Knochen in der Zahnlücke noch vor der Implantation aufgebaut werden. Vielfach wird für diesen Kieferaufbau Eigenknochen verwendet, der den Patientinnen und Patienten in einem zusätzlichen chirurgischen Eingriff entnommen wird. Eine beschwerdeärmere Alternative zur Verwendung von Eigenknochen sind Knochenersatzmaterialien. Trotz umfangreicher Forschungsarbeiten ist der Einheilungsprozess von Knochenersatzmaterialien bis zum heutigen Tag allerdings langwieriger und komplizierter als die Einheilung von Eigenknochen.
Um die Einheilung von Knochenersatzmaterialien in Zukunft zu verbessern, untersucht die Rostocker Arbeitsgruppe um Professor Bernhard Frerich die Besiedlung von Knochenmaterialien mit patienteneigenen Zellen oder Stammzellen. Das Gewinnen solcher Zellen kann minimalinvasiv aus Blut und unterschiedlichen Geweben, wie zum Beispiel Fettgewebe erfolgen. Durch die Eigenschaft der Stammzellen, das natürliche Knochenwachstum anzuregen und damit die Knochenneubildung zu beschleunigen, soll das Einheilen des Knochenmaterials verbessert werden.
Stammzellbesiedelung von Knochenmaterialien
Hauptziel der wissenschaftlichen Kooperation in dem aktuellen Verbundforschungsprojekt ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem eine gleichmäßige Besiedlung von Knochenmaterialien mit Stammzellen erreicht werden kann. Zu diesem Zweck entwickeln die Forscherinnen und Forscher einen Bioreaktor, in dem die Stammzellbesiedlung unter definierten Umgebungsbedingungen erfolgt. „Neben den experimentellen Laboruntersuchungen ist die numerische Strömungssimulation ein wertvolles Werkzeug zur Entwicklung leistungsfähiger Bioreaktoren“, sagt Robert Ott. Mithilfe solcher Strömungssimulationen ist es möglich, die Verteilung der Stammzellen im Knochenmaterial für eine große Anzahl unterschiedlicher Bioreaktoren und Umgebungsbedingungen vorherzusagen und miteinander zu vergleichen. Die Überprüfung der erfolgreichen Stammzellbesiedlung erfolgt per Rasterelektronenmikroskopie und die Fluoreszenzmikroskopie.
Die Auswertungen der ersten Stammzellbesiedlungsexperimente zeigten erfolgversprechende Ergebnisse. „Mit der Entwicklung eines Bioreaktorprototyps, der eine gleichmäßige Verteilung der Stammzellen im Knochenmaterial ermöglicht, haben wir einen wichtigen Meilenstein des Verbundforschungsprojektes erreicht“, sagt Prof. Klaus-Peter Schmitz, Direktor des Instituts für ImplantatTechnologie und Biomaterialien e.V. Bis Ende 2019 wollen die Forscher untersuchen, ob und in welchem Umfang die Stammzellbesiedlung der Knochenmaterialien im Bioreaktor tatsächlich zu einer Verringerung der Einheilzeit führt.
Erster Platz beim Poster-Slam
Erst kürzlich stellte Ott seine Forschungstätigkeit zur Stammzellbesiedlung von Knochenmaterialien als einer von sieben jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unterschiedlicher Fachgebiete beim ersten Poster-Slam der Graduiertenakademie an der Universität Rostock innerhalb des Forschungscamps 2017 vor. Die jungen Forscherinnen und Forscher mussten dabei in nur drei Minuten ihre wissenschaftlichen Arbeiten einem fachfremden Publikum auf kreative Art und Weise präsentieren. Mit seinem Beitrag „Teeth matter – Stemmcell loading in bone implants“ hat der gebürtige Lübzer Robert Ott den ersten Preis und damit ein individuelles Karriere-Coaching im Wert von 1.000 Euro gewonnen.
