Verbundprojekt: Therapeutische Strategien für die Rekonstruktion von Knochendefekten mittels Optimierung durch RIA-Technik gewonnener autologer Knochentransplantate und Knochenersatzmaterialien (RIABONE)

Abstract

Die Behandlung großer Knochendefekte stellt ein zentrales klinisches Problem dar. Ziel dieses Vorhabens war die Optimierung bestehender Therapieansätze mit dem Reamer-Irrigator-Aspirator®(RIA)-System, mit dem autologes Knochenmaterial gewonnen wird. Beim Einsatz der RIA-Technik entsteht eine feste Fraktion und eine flüssige Waschfraktion. In der klinischen Routine wird allerdings meist nur die feste Fraktion transplantiert, die flüssige Fraktion wird ungenutzt verworfen.

Im Rahmen dieses Projekts konnten wir in einer umfassenden Charakterisierung der flüssigen und festen RIA-Fraktion neben mesenchymalen Stromazellen auch endotheliale Vorläufer, Immunzellen sowie zahlreiche lösliche Faktoren in den autologen Knochentransplantaten identifizieren. Besonders die flüssige Fraktion zeigte ausgeprägte pro-angiogene und immunmodulatorische Eigenschaften, etwa durch Förderung anti-inflammatorischer Zelltypen, die für eine erfolgreiche Knochenheilung entscheidend sind (AP1). Diese Effekte konnten auch in komplexen 3D-Modellen bestätigt werden (AP2) und zeigten erstmals ein hohes regeneratives und therapeutisches Potenzial der flüssigen RIA-Fraktion. Durch die Kombination mit dem Knochenersatzmaterial PerOssal®, für das ebenfalls osteogene und immunmodulatorische Effekte nachgewiesen werden konnten (AP4), konnte eine mögliche Applikationsstrategie für die flüssige RIA-Fraktion gefunden werden (AP1). Die Kombination von PerOssal® mit fester und flüssiger RIA-Fraktion zeigte auch in den bisher vorliegenden Ergebnissen für die Knochenheilung in einem Knochendefektmodell im Schaf die besten Ergebnisse (AP3). Somit konnte das hohe therapeutische Potenzial der flüssigen RIA-Fraktion auch in der präklinischen Testung bestätigt werden.

Das Projekt förderte zudem einen Kapazitätsaufbau in Serbien im Bereich der Forschung und der präklinischen bzw. klinischen Anwendung. PerOssal® wurde klinisch eingeführt (AP4), ein Großtiermodell etabliert (AP3) und die Grundlage für den Einsatz des RIA-Systems sowie zukünftige Forschung, etwa zu innovativen 3D-gedruckten Knochenersatzmaterialien, geschaffen (AP3, AP4).