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Klinik für Plastische und Handchirurgie

Forschung in der Klinik für Plastische und Handchirurgie

Um Patienten im Bereich der Plastischen Chirurgie und darüber hinaus zukunftsweisende Diagnostische und Therapeutische Möglichkeiten bieten zu können, betätigen sich die Mitarbeiter der Klinik für Plastische und Handchirurgie intensiv im Bereich der Grundlagenforschung und klinisch-experimentellen Forschung. Interessentinnen und Interessenten werden vielseitige Möglichkeiten für medizinische und nicht-medizinische Promotionsarbeiten geboten. Dabei konzentriert sich die Forschungsarbeit auf die Bereiche Tissue Engineering und 3D-Druck von Knochengewebe,  also dem de novo Erzeugen von komplexen Geweben zum Zweck des Gewebeersatzes, der innovativen Diagnostik von Weichteiltumoren durch Liquid biopsy, der Entwicklung von therapeutischen Strategien in der Abstoßungsreaktion von komplexen Allo-Transplantaten, sowie der Bedeutung des C-reaktiven Proteins als therapeutic target  in der Exazerbation des Ischämie/Reperfusion-Schadens und der Verschränkung von C-reaktiven Protein und dem Komplementsystem.

Eine detaillierte Auflistung der wissenschaftlichen Arbeiten finden Sie in unserer Forschungsdatenbank.

 

Neue Diagnostik in der Behandlung von Weichteiltumoren

Die Behandlung von Weichteiltumoren (soft-tissue sarcoma) stellt aufgrund der Komplexität dieser Tumoren eine besondere Herausforderung dar. Eine besondere Bedeutung in der Therapie kommt dabei der Nachsorge dieser Tumoren zu, da es in etwa 50% der Fälle zu Lokalrezidiven oder Fernmetastasenbildung kommt. Die Forschung der durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Arbeitsgruppe zielt auf die Entwicklung einer nicht-invasiven Diagnostikstrategie von Weichteil-Sarkomen ab. Diese sogenannte Liquid biopsy soll ein Tumorrezidiv frühzeitig erkennen und dies Gegensatz zur noch vorherrschenden follow-up Strategie ohne Strahlenbelastung, kostengünstiger und schneller.

Therapeutic targeting in der Allo-Transplantation

Die Rolle des angeborenen Immunsystems in der Transplantationsmedizin von Solidorganen und sogenannten vascularized composite allotransplantation (VCA), also bspw. einer Hand, ist weitgehend unbekannt. Um eine Abstoßung des neuen Gewebes durch den Wirt zu verhindern wird insbesondere die T-Zell Aktivität und Proliferation durch Immunsuppressiva gehemmt. Trotz dieser komplikationsträchtichen Immunsuppression kommt es regelhaft zur Transplantatabstoßung. Das angeborene Immunsystem und dem cross-talk zu den Lymphozyten rückt nun näher in den Fokus der Forschung. Unser Ziel ist das therapeutic targeting des angeborenen Immunsystems um eine allograft Abstoßung zu verhindern.

Komplement-System und CRP Interaktion

Das Komplement-System ist ein wesentlicher Teil des angeborenen Immunsystems und steht ergänzend (komplementär) zur Antikörper-Antwort des adaptiven Immunsystems. Dieses Komplexe Zusammenspiel von Plasmaproteinen wird u.a. auf der Oberfläche von Mikroorganismen aktiviert. Neben der Rolle in der Opsonisierung von Krankheitseregern, wirken durch Hydrolyse entstehende Fragmente der Komplement-Kaskade auch als Chemokine, die eine bestehende Entzündungsreaktion verstärken oder auch initiieren. Von besonderem Interesse wird dies, wenn das Gleichgewicht der Kaskade gestört wird und so zuzusätzlicher Gewebsschädigung führt. Ein solches Ungleichgewicht mit unkontrollierter Aktivierung der zuvor inaktiven Komplementbestandteile (Zymogene) tritt u.a. im Fall einer Sepsis und bei einem Polytrauma auf. C-reaktives Protein wirkt in dieser Kaskade durch Interaktion mit den Bestandteilen des Komplement-Systems und seiner Rezeptoren als zusätzlicher, verstärkender Faktor.

In einer Kooperation mit dem Institut für Klinische und Experimentelle Trauma-Immunologie am Uniklinikum Ulm widmet sich die AG Eisenhardt in einem durch die DFG geförderten Projekt der Evaluation dieser Prozesse.

C-reaktives Protein als therapeutische Zielstruktur im Ischämie/Reperfusions-Schaden

Unter Ischämie/Reperfusions-Schaden (IRS) versteht man die bei Wiederherstellung der Durchblutung nach Ischämie eines Gewebes auftretenden inflammatorischen Prozesse, wobei es durch die wiederhergestellte Perfusion zu zusätzlichen Schäden kommt. Neben freiem Gewebetransfer in der Plastischen Chirurgie spielt der IRS in der Transplantationsmedizin, in der Kardiologie beim Myokardinfarkt und beim Schlaganfall eine besondere Rolle. Dabei spielt das C-reaktive Protein (CRP) eine zentrale Rolle in der pro-inflammatorischen Kaskade. In Zusammenarbeit mit dem Baker Heart and Diabetes Institute in Melbourne, Australien und dem Zentrum für Biosystemanalyse (ZBSA) in Freiburg beschäftigt sich die AG Eisenhardt in diesem durch die DFG geförderten Projekt mit der Entwicklung therapeutischer Strategien mit CRP als Zielstruktur.

Tissue Engineering

Das 3-dimensionale Drucken von künstlichem Gewebe (3D-Bioprinting) entwickelt sich zu einer vielversprechenden Technologie zur Herstellung künstlicher Gewebe. Hierbei können unterschiedliche gewebespezifische Zellen, die in sogenannten Biotinten gelöst werden, punktgenau mit 3 D-Druckern gedruckt werden und somit größere Gewebe hergestellt werden. Unsere Arbeitsgruppe befasst sich derzeit mit dem Bioprinting von Knochengewebe, bei dem auch künstliche Blutgefäße in einem Arbeitsgang mitgedruckt werden. Wir werden finanziell unterstützt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Wir sind Mitglied im 3D-Bioprinting-Konsortium (https://www.microtec-suedwest.de/projekte/bmbf-3d-bio-net/3dbionet-projektziele) und der Freiburger 3D-Druck Allianz (https://www.fmf.uni-freiburg.de/de/projekte/freiburger-3d-druck-allianz/die-freiburger-3d-druck-allianz-f3d).

Kontakt

 

 

Durch Fortschritte der Zellkulturtechnik ist es heute möglich fast alle menschlichen Zellen zu vermehren. Dies eröffnet die Möglichkeit der Forschung auf dem Gebiet des Tissue Engineering. Das Ziel ist es, einen lebenden Gewebeersatz zu schaffen. Somit besteht die Möglichkeit bestimmte Funktionen zu erhalten, wiederherzustellen oder zu verbessern.
Die Forschungsgruppe der Abteilung für Plastische und Handchirurgie der Universitätsklinik Freiburg beschäftigt sich seit 1994 mit diesem innovativen Forschungsgebiet.


Von der Abteilung Plastische und Handchirurgie wurden bereits drei internationale Kongresse zum Thema Tissue Engineering ausgerichtet. Unter anderem den Tissue Engineering Weltkongreß 2001. Es bestehen wissenschaftliche Kooperationen mit anderen Tissue Engineering-Zentren.

Abbildung 1: Prinzip des Tissue engineering

Das Prinzip des Tissue Engineering (siehe Abbildung 1) besteht darin, Zellen eines Gewebes aus einem kleinen Gewebestückchen (Biopsie) zu gewinnen und diese im Labor zu vermehren. Danach werden die Zellen auf ein körperverträgliches (bioverträgliches) Material aufgebracht und implantiert. Diese Materialien sollten steril sein, keine Entzündungsreaktion hervorrufen und leicht in der Handhabung sein. Im Körper des Empfängers entstehen aus diesen Gewebevorstufen funktionelle Gewebeäquivalente. Die in unserer Abteilung betriebene Forschung erfolgt in enger Anlehnung an die klinischen Anforderungen mit einem bewußt anwendungsorientierten Ansatz. Hierzu werden autologe, d.h. körpereigene, Zellen verwendet, um somit eine Abstoßungsreaktion des Transplantates zu vermeiden.

Die Forschergruppe der Abteilung für Plastische und Handchirurgie hat als unterstützende Matrix Fibrin in das Tissue Engineering eingeführt (Firma Baxter Bioscience, Wien) Fibrin ist ein natürliches Produkt der Wundheilung und Blutstillung im Organismus. Dies bietet optimale Bedingungen für eine Vielzahl von Zellen. Thrombin und Fibrinogen, zwei Substanzen, die an der Bildung von Fibrin beteiligt sind, werden durch ein spezielles Applikationsverfahren zusammengebracht und härten zu Fibrin aus. In eine dieser beiden Komponenten werden die zu transplantierenden Zellen aufgezogen und werden beim Ausspritzen der zwei Komponenten in das aushärtende Fibringerüst eingebettet.

Neuere Forschungsansätze befassen sich mit der Verwendung von adulten mesenchymalen Stammzellen im Bereich des Tissue Engineerings und der regenerativen Medizin. Diese Stammzellen (nicht zu verwechseln mit embryonalen Stammzellen) zeigen ein enormes therapeutisches Potenzial insbesondere in den Bereichen der Knochen- und Knorpelregeneration.

Klinik für Plastische und Handchirurgie

Hugstetter Straße 55
79106 Freiburg

Telefon: 0761 270-27790

Montag-Freitag 10:00-13:00

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