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Univ.-Prof. Dr. med. Marcus Jäger & Dr. rer. nat. Andrea Anna Sowislok

Die mittel- und langfristige Lockerung von Endoprothesen stellt eine bisher noch nicht abschließend gelöste Herausforderung in der Orthopädie und Unfallchirurgie dar. Bei diesem Phänomen kommt der Freisetzung von Abriebpartikeln der Implantatwerkstoffe eine besondere Bedeutung zu, weshalb auch von partikelinduzierter Osteolyse die Rede ist. 
Die Arbeitsgruppe Endoprothetik und Biomaterialien beschäftigt sich zum einen mit den molekularen Mechanismen, die der Lockerung von Endoprothesen, einer der häufigsten Komplikationen in der Endoprothetik, zugrunde liegen. Im Rahmen der Erforschung von Biomaterialien zum Einsatz in der Endoprothetik wird nicht nur der destruktive Einfluss von Abriebpartikeln verschiedenster Werkstoffe untersucht, sondern auch das Einwachsverhalten und die Biokompatibilität neuartiger Oberflächenstrukturen analysiert. 

Die Analyse von Biomaterialien schließt die präklinische Untersuchung, Entwicklung und Optimierung von innovativen Werkstoffen zur translationalen Anwendung am Stütz- und Bewegungsapparat ein. Dabei wird zunächst die Wechselwirkung mit den knochenbildenden Osteoblasten und deren Vorläuferzellen analysiert, um toxische Effekte der Materialien auszuschließen und ihren Einfluss auf die Proliferation und Bioaktivität der Knochenzellen zu bestimmen. Ist die sogenannte Biokompatibilität der Werkstoffe gewährleistet, wird untersucht, ob die neuartigen Materialien möglicherweise die Differenzierung und Mineralisierung von Knochenzellen im Vergleich zu bewährten Werkstoffen verbessern können. In vivo wird der Prozess der Osteointegration, d.h. das Einwachsverhalten in den umliegenden Knochen, anhand physikalischer Messungen analysiert. Dadurch wird der Grad der Verankerung der Prothese mit dem Knochen bestimmt: je höher die aufgewendete Kraft um das Implantat zu entfernen, desto besser ist seine Stabilität. Die Bestimmung der Qualität der Verbindung von Knochen und Implantat schließt außerdem histologische Untersuchungen ein.