Forschungsschwerpunkte

In der Arbeitsgruppe "Stammzellen und Tissue Engineering" liegen die Forschungsschwerpunkte auf (i) mesenchymalen Stammzellen (MSC) und deren Bedeutung für die Geweberegeneration und (ii) Stammzell/Biomaterial Interaktionen zur Herstellung von Hybridkonstrukten für Tissue Engineering Anwendungen.

In interdisziplinären Projekten werden dreidimensionale Biomaterialien in nicht-modifizierter oder modifizierter Form (z.B. Anbindung von Signalmolekülen/Wachstumsfaktoren wie cRGD oder HGF) eingesetzt, um Stammzellverhalten zu dirigieren (Selbsterneuerung, Differenzierung, Homing).

Um geeignete Stammzell/Biomaterial-Kombinationen für Tissue Engineering Anwendungen zu identifizieren, wurde eine Biomaterial-Testplattform etabliert. Diese Screening-Plattform ermöglicht eine standardisierte und teilweise automatisierte Analyse von Zell/Biomaterial-Interaktionen. Die folgenden Parameter werden routinemäßig untersucht: Adhäsion, Vitalität, Proliferation, Zelltod (Nekrose vs. Apoptose) und Zytotoxizität gemäß ISO 10993-5. Zusätzlich wird das Differenzierungspotential von Stammzellen auf Biomaterialien analysiert, speziell die Differenzierung in Osteoblasten, Chondrozyten, Adipozyten, Myozyten und Kardiomyozyten. Hier werden Analysen auf morphologischer, transkriptioneller und Protein-Ebene durchgeführt.

In Kooperation mit Ingenieuren der RWTH Aachen werden Bioreaktoren hergestellt für die (Langzeit-) Kultivierung von Stammzell/Biomaterial-Hybridkonstrukten. Einige ermöglichen die Übertragung mechanischer Kräfte und sind somit für die Einleitung einer osteogenen oder kardiomyogenen Differenzierung von Stammzellen geeignet. Im Bereich des Knochenersatzes befinden sich in vitro erzeugte Konstrukte zur Überprüfung der Funktionalität im Großtiermodell (Schaf).