OsteoShock

Die Anwendung extrakorporaler Stoßwellen hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Nachdem Stoßwellen ursprünglich für die nicht-invasive Zertrümmerung von Nierensteinen verwendet wurden, werden sie heutzutage vermehrt für die therapeutische Behandlung muskuloskeletaler Erkrankungen eingesetzt. Die einem therapeutischen Effekt zugrundeliegenden Wirkmechanismen extrakorporaler Stoßwellen sind bis heute jedoch noch weitestgehend unbekannt.

Die Stoßwellentherapie hat verschiedene vielversprechende Anwendungsgebiete, wie zum Beispiel die Knochenregeneration von Frakturen mit Heilungsstörungen sowie die Therapie des Frühstadiums der Hüftkopfnekrose.

Um die stoßwelleninduzierte Osteoregeneration in beiden Anwendungen systematisch zu untersuchen, wird im Rahmen dieses Projektes in einem interdisziplinären Team von Medizinern, Biologen, Ingenieuren und Physikern ein dreistufiger Ansatz verfolgt.

• Zunächst wird die Reaktion verschiedener relevanter Zellarten im in vitro-Modell auf unterschiedliche Stoßwellenanregungen untersucht.
• Parallel dazu werden in-silico in mikromechanischen Simulationen die auf zellulärer Ebene wirkenden Kräfte und Dehnungen der Zellen bestimmt. Die Ergebnisse fließen kontinuierlich in die in-vitro Untersuchungen ein, um optimale Behandlungsparameter ableiten zu können.
• Die Ergebnisse der in-vitro und in-silico Untersuchungen werden auf zwei Kleintiermodelle übertragen. Die Knochenbruchheilung und Therapie der Hüftkopfnekrose werden hierbei jeweils einerseits in Echtzeit durch Anwendung verschiedener Bildgebungsmethoden beurteilt. Andererseits werden serologische sowie histologische Untersuchungen zur Beurteilung der Heilung herangezogen.