Abteilung Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie

ZAHN- MUND- UND KIEFERHEILKUNDE
Abteilung Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Direktor: Prof. Dr. Dr. Nils-Claudius Gellrich
Forschungsprofil
Die Forschungsschwerpunkte der Klinik und Poliklinik für Mund- Kiefer- und Gesichtschirurgie sind die Computer-assistierte Planung und Navigation chirurgischer Eingriffe, die
Optimierung der Malignomtherapie im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich unter besonderer
Berücksichtigung der Bedeutung von Hitzeschockproteinen für Prognose und Therapie und
die Entwicklung von Tissue-Engineering-Produkten für den Knochenersatz.
Die Erstellung einer Soft- und Hardware, die in der Dysgnathiechirurgie die Computerassistierte Planung und die intraoperative Navigation ermöglicht sowie die Evaluierung
einer röntgenstrahlenfreien Referenzierung bei navigationsgestützten Eingriffen werden in
Verbundprojekten mit den Universitäten Zürich, Bern, und Sacramento betrieben.
Neue Ansätze zur Therapieoptimierung des fortgeschrittenen oralen Plattenepithelkarzinoms durch präoperative Radiochemotherapie werden gegenwärtig im Rahmen einer multizentrischen Phase-III-Studie evaluiert. Ergänzt werden diese klinischen Untersuchungen durch
die Grundlagenforschung zur Bedeutung von Hitzeschockproteinen, die eine Protektion von
Geweben bewirken können, als prognostische Faktoren in der Tumortherapie.
Zur Entwicklung von im Tissue-Engineering-Verfahren hergestelltem Knochenersatz bestehen enge Kooperationen mit Forschungsgruppen am Freiburger Materialforschungszentrum
und am Institut für Klinisch-Experimentelle Chirurgie der Universität des Saarlandes. In
zahlreichen Studien wird untersucht, welche Auswirkung die 3D-Struktur des Trägermaterials
und die durch die Degradierung der Trägermaterialien ausgelösten Entzündungsreaktionen auf
Angiogenese und Vaskularisierung des Knochenersatzes und die Migration und Proliferation
der Osteoblasten und damit letztlich auf die Inkorporation haben.
Die wissenschaftlichen Arbeiten werden unter anderem mit Mitteln der DFG und der
Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthese (AO) gefördert.
Forschungsprojekte
In-vitro und in-vivo Untersuchung zum Knochenersatz auf der Basis von computerassistiert erstellten, individuellen Tissue-Engineering-Konstrukten im Mund-, Kieferund Gesichtsbereich
Hintergrund: Die Versorgung von Knochendefekten ist ein klinisch relevantes und vonseiten
der Forschung nicht gelöstes Problem in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie. Knöcherne
Schädeldefekte entstehen meist posttraumatisch, bei der Tumorresektion oder im Rahmen
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ZAHN- MUND- UND KIEFERHEILKUNDE
von rekonstruktiven Operationen. Die derzeit zur Verfügung stehenden resorbierbaren entweder synthetisch hergestellten oder xenogenen Augmentationsmaterialien (z.B. Bio-Oss)
bzw. Knochenersatzmaterialien (Calciumphosphatzemente, Hydroxylapatit) erfüllen nicht
den Anspruch, einen biologisch möglichst gleichartigen Ersatz zu schaffen.1 Daher dient
autogener Knochen als Transplantat der ersten Wahl für die Rekonstruktion des Hirn- und
Gesichtsschädels, wenngleich damit ein zusätzlicher Entnahmedefekt in einem zuvor gesunden Bereich verbunden ist. Erst in jüngster Vergangenheit erkannte man, dass die Neubildung
von Gewebe durch das vorangehende Besiedeln mit autogenen Zellen (Einsatz des Tissue
Engineerings) deutlich beschleunigt werden kann.2
Forschungsprojekt: Zu Beginn wurde der autogene Gewebetransfer mit in Zellkultur
vermehrten Gingivakeratinozyten zur Rekonstruktion von Mundschleimhaut erfolgreich
durchgeführt.2 Inzwischen ist es der eigenen Arbeitsgruppe möglich, neben Keratinozyten
auch autogene humane Osteoblasten in ausreichender Menge und Qualität zu kultivieren.3
Neben der Charakterisierung der Osteoblasten durch den Nachweis von Osteocalcin, alka-
Abb.1: Computer assistierte Simulation des erforderlichen Knochenersatzes in der Periorbitalregion durch Spiegelung der
gesunden rechten Seite
lischer Phosphatase und Kollagen Typ I wurden optimale Bedingungen für die Anzucht von
humanen Osteoblasten auf unterschiedlichen Biomaterialien erarbeitet. Es konnte gezeigt
werden, daß sowohl der Zeitraum zwischen der Osteoblasten–Aussaat und der Zugabe des
Zellkulturmediums als auch die Osteoblastenkonzentration die Zellproliferation und die Zellkolonisation beeinflussen.4 Außerdem wurde gezeigt, dass eine gleichmäßige Besiedelung der
Trägermatrices mit Osteoblasten standardmäßig möglich ist.5 Zur Zeit werden Untersuchungen zur Zellverträglichkeit von Biomaterialien und Zellträgern in vitro und in vivo (Tabula
externa-Entnahmedefekte beim Schaf) experimentelle Untersuchungen mit unterschiedlichen
Biomaterialien (z.B. (Polylactide/Polyglycolide, Hydrogele, Cacliumphosphatzemente) durchgeführt, um darauf das Wachstum von sowohl humanen als auch Schafsosteoblasten durch
Rasterelektronenmikroskopie zu untersuchen. Bei klinischen Einzelanwendungen zeigte der
Einsatz von Knochenzellen im Tissue Engineering-Verfahren ebenfalls vielversprechende
Erfolge, allerdings ist die Situation beim Knochen durch die lasttragenden Eigenschaften und
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MHH Forschungsbericht 2005
ZAHN- MUND- UND KIEFERHEILKUNDE
das langsame Wachstum der Osteoblasten komplizierter. So sind, da Osteoblasten sich in der
Zellkultur nicht spontan zu geeigneten räumlichen Strukturen organisieren, dreidimensionale
Träger nötig, um ein räumliches Wachstum der Zellen zu ermöglichen.6
Ein für die klinische Umsetzung wichtiger Forschungsschwerpunkt ist die Verbindung
computer-assistierter präoperativer Planung – u.a. für die Erstellung des individuell geformten
Knochenersatzes – mit der navigationsgestützten Chirurgie.7,8,9 Im Bereich von Schädeldefekten erlaubt die in Zusammenarbeit mit der IVS Solution AG für die Mund-, Kiefer- und
Gesichtschirugie entwickelte modernste Soft- und Hardware die Spiegelung von definierten
Segmenten von der intakten Seite auf die Seite der Deformität. Somit kann das defektbedingte
knöcherne Volumendefizit individuell rekonstruiert werden (Abbildung 1).7
Abb. 2: Im Bioplotting-Verfahren hergestellte
3D-Trägermatrix
Abb. 3: Rückenhautkammermodell (links) zur Untersuchung von Angiogenese mittels der Technik der intravitalen Fluoreszenzmikroskopie (rechts)
Die Umsetzung von der Planung des Knochenersatzes hin zu dessen Erstellung in Form
mikro- und makroporöser Gitterstrukturen, die primär oder sekundär mit autogenen Osteoblasten besiedelt werden, ist durch die Zusammenarbeit mit dem Freiburger Materialforschungszentrum (FMF) möglich geworden: vom FMF wurde mit dem Institut für makromolekulare Chemie der Universität Freiburg ein neuartiger Bioplotter entwickelt, der auf einer
dreidimensionalen Dosiertechnik basiert (Abbildung 2).10
Somit kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass Knochenersatz im Unterschied
zum Hautersatz dreidimensional komplexer aufgebaut sein muß. Vor allem bei größeren
Transplantaten sind allerdings die zentral lokalisierten Osteoblasten aufgrund der Nutrition
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per diffusionem, nekrose- bzw. apoptose-gefährdet. Wesentliche Voraussetzung für eine erfolgreiche Knochenheilung scheint daher die rasche Vaskularisation des porösen Trägermaterials durch Angiogenese zu sein. Daher erfolgt derzeit die Analyse der Vaskularisation von
Tissue-Engineering-Konstrukten mittels der Technik der intravitalen Fluoreszenzmikroskopie
in chronischen Kammermodellen (Abbildung 3).11
Zusammenfassung und Ausblick: Das Tissue-Engineering-Verfahren, die Adhäsion von in
Zellkultur angezüchteten autogenen Knochenzellen an 3D-Trägermaterialien, stellt eine neue
und erfolgversprechende Technik dar, Knochendefekte im Mund-, Kiefer- und Gesichtsbereich
zu rekonstruieren, die bisher noch nicht mit biologisch adäquaten Knochenersatzmaterialien
zufriedenstellend versorgt werden können. Das Ziel dieses übergreifenden Forschungsvorhabens ist es, individuell an die Erfordernisse des Patienten angepasste Träger herzustellen, die
mit autogenen Zellen besiedelbar sind. Daher erfolgen derzeit weitere Untersuchungen zur
Auswirkung der 3D-Struktur des Trägermaterials und zu den durch die Degradierung der
Trägermaterialien ausgelösten Entzündungsreaktionen auf die Angiogenese und Vaskularisierung des Knochenersatzes und die Migration und Proliferation der Osteoblasten.
Projektleiter: Prof. Dr. Dr. Gellrich, PD Dr. Dr. Schramm, PD Dr. Dr. Rücker; Förderung:
DFG: GE 820/6-1, RU 1224/1-1,1-2
Weitere Forschungsprojekte
Irradiation load free computer assisted oral implantation. Verwendung des MRT bei
navigationsgestützten Eingriffen in der dentalen Implantologie im Hinblick auf die
intraoperative Genauigkeit im Vergleich zur Computertomographie.
Projektleiter: PD Dr. Dr. Schramm, Prof. Dr. Dr. Gellrich, Prof. Dr. Dr. Schmelzeisen;
Förderung: ITI Stiftung (Research Grant 206/2001 SGA)
Cranio-Maxillofacial Surgery – Planning and intraoperative Navigation. Verbundprojekt
(Universität Zürich/Bern/Freiburg/Hannover) zur Erstellung einer Soft- und Hardware
zur Computerassistierten Dysgnathiechirurgie
Projektleiter: PD Dr. Dr. Schramm, Prof. Dr. Pappas, Prof. Dr. Teschner, Prof. Dr. Dr.
Schmelzeisen; Förderung: AO-ASIF Research Grant 03-S97
Prospective evaluation of the marginal bone loss in implants inserted in the mandible
or in the maxilla following bony augmentation.
Projektleiter: Hr. Bormann, Prof. Dr. Dr. Gellrich; Förderung: Industrie
Randomisierte, klinische Phase-III-Studie zur präoperativen Radiochemotherapie
fortgeschrittener, operabler Mundhöhlen- und Oropharynxkarzinome (Stadium III/IV)
Projektleiter: Prof. Dr. Dr. Eckardt; Förderung: Industrie
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MHH Forschungsbericht 2005
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Therapieoptimierungsstudie des erosiven, ulzerösen oralen Lichen mit lokaler
Applikation von Tacrolimus (Protopic®)
Projektleiter: Prof. Dr. Dr. Eckardt; Förderung: Industrie
Rekonstruktion von Orbitawanddefekten mit Kalziumphosphatzement
Projektleiter: PD Dr. Dr. Dempf; Förderung: Industrie
Zungenkarzinome – eine retrospektive Analyse des hannoveraner Patientenguts der
letzten 20 Jahre
Projektleiter: Dr. Dr. Kokemüller, Prof. Dr. Dr. Eckardt
Brachytherapie bei multimodal vorbehandelten Patienten mit Rezidivtumoren der
Kopf- und Halsregion
Projektleiter: Dr. Barth, Prof. Dr. Dr. Eckardt
Expression von Hitze-Schock-Proteinen (HSP) im Oralen Lichen Planus (OLP) vor und
nach Therapie mit Tacrolimus
Projektleiter: Dr. Dr. Tavassol, ZA Starke, Prof. Dr. Dr. Eckardt
Hitze-Schock-Proteine als prognostischer Faktor im Plattenepithelkarzinom der
Mundhöhle
Projektleiter: Dr. Dr. Tavassol, R. Johnson, PD Dr. von Wasielewski, Dr. Wegener, Prof. Dr.
Dr. Eckardt
Einfluss einer Radiatio auf die Expression von Hitze-Schock-Proteinen in Kopf-HalsGefäßen
Projektleiter: Dr. Dr. Tavassol, Gross, Dr. Brandes, Prof. Dr. Dr. Eckardt
Die Bedeutung der Sentinel-Lymphknoten-Szintigraphie für die Halslymphknotenausräumung bei der Therapie des Mundhöhlenkarzinoms.
Projektleiter: Dr. Barth, PD Dr. Dr. Schramm, Prof. Dr. Gratz
Veränderung der Lebensqualität durch die Insertion von Implantaten bei Tumorpatienten.
Projektleiter: Dr. Barth, Dr. Bormann, PD Dr. Dr. Schramm
Aufbau einer CT-Datenbank als Grundlage für die Rekonstruktion komplexer Mittelgesichtsdefekte.
Projektleiter: Dr. Barth, Dr. Eulzer, PD Dr. Dr. Schramm, Prof. Dr. Dr. Gellrich
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ZAHN- MUND- UND KIEFERHEILKUNDE
Evaluation der endoskopisch-assistierten Versorgung von Unterkiefer-Collumfrakturen.
Projektleiter: Dr. Barth, PD Dr. Dr. Schramm, Prof. Dr. Dr. Gellrich
Aufbau und Erprobung eines durch Optische Kohärenztomographie gestützten
Screeninggerätes
Projektleiter: Dr. Dr. Wenzel, Dipl. Phys. Ripken, Prof. Dr. Ptok, Prof. Dr. Kreipe, Prof. Dr.
Dr. Gellrich
Interaktive Bildanalyse für die Morphometrie des Gesichtsschädels
Projektleiter: Prof. Dr. Dr. Gellrich, Prof. Dr. Wolter, PD Dr. Dr. Schramm, Dr. Eulzer, Dr. Barth
Tumorinduzierte Apoptose
Projektleiter: Dr. Dr. Sinikovic, Dr.Wilkens
Rekonstruktion komplexer Knochendefekte mit 3-D-geplotteten, makroporösen,
resorbierbaren Trägermatizes in Verbindung mit autologer Spongiosa und kultivierten
Osteoblasten
Projektleiter: Dr. Dr. Kokemüller, PD Dr. Dr. Schramm, PD Dr. Dr. Rücker, Prof. Dr. Dr.
Gellrich
Klinische Anwendung und Verlaufskontrolle der Sklerosierungstherapie mit OK-432
bei Lymphangiomen im Vergleich zur chirurgischen Therapie
Projektleiter: Dr. Barth, Prof. Dr. Dr. Eckardt
HSP-70-Serumspiegel beim Plattenepithelkarzinom der Mundhöhle und des Oropharynx
Projektleiter: Dr. Dr. Sinikovic, Prof. Dr. Dr. Eckardt
Nasalanz bei deutsch sprechenden Kindern mit unterschiedlichen Ausprägungen von
Spaltleiden
Projektleiter: PD Dr. Dr. Dempf
Die dreidimensionale quantitative Computertomographie (3D-QCT) zur Beurteilung
des Distraktionsregenerates“
Projektleiter: Dr. Eulzer, PD Dr. Dr. Swennen
Die Transpalatinale Distraktion (TPD) als Methode zur Therapie eines angeborenen
oder erworbenen tranversalen maxillären Defizits
Projektleiter: Dr Eulzer, PD Dr. Dr. Swennen, Dr. Dr. Brachvogel, Hr. Berten
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MHH Forschungsbericht 2005
ZAHN- MUND- UND KIEFERHEILKUNDE
Skelettale Verankerungselemente in der Kieferorthopädie
Projektleiter: Dr Eulzer, PD Dr. Dr. Swennen, Hr. Berten
Der POSSUM-Score als prädiktiver Parameter von Morbidität und Erfolgswahrsche
inlichkeit ausgedehnter Rekonstruktionen nach ablativer Tumorchirurgie im Kopf /
Halsbereich
Projektleiter: Dr Eulzer, Prof. Dr. Dr. Eckardt
Dreidimensionale (3D) Oberflächenerfassung bei Patienten mit LKG-Spalten und
Patienten mit skelettalen Dysgnathien
Projektleiter: Dr. Barth, Dr. Eulzer, PD Dr. Dr. Schramm
Die räumliche Quantifizierung der Orbita anhand von CT-und DVT-Datensätzen im
Vergleich
Projektleiter: Grotzer, Dr. Eulzer, PD Dr. Dr. Schramm, Prof. Dr. Dr. Gellrich
Protektion der Mikrozirkulation von Mehrgewebelappen zur Verhinderung von
Lappenverlusten und Ermittlung der zugrundeliegenden Mechanismen
Projektleiter: PD Dr. Dr. Rücker, Prof. Dr. Dr. Menger
Messung und Berechnung (Monte –Carlo- Rechnungen) der Dosisüberhöhung an
enossalen Implantaten bei Bestrahlung mit hochenergetischen Photonen
Projektleiter: PD Dr. Dr. Rücker, Dr. Dr. Binger
Ermittlung der Bedeutung einer kompromitierenden mikrovaskulären Perfusion bei
der Entwicklung von Mittelgesichtshypoplasien nach chirurgischen Eingriffen im
Wachstumsalter
Projektleiter: PD Dr. Dr. Rücker, Dr. Dr. Binger
Evaluierung neuer Möglichkeiten zur intraoperativen quantitativen Vitalitätsbestimmung
von Hart- und Weichgeweben
Projektleiter: PD Dr. Dr. Rücker, PD Dr. Wanner
MHH Forschungsbericht 2005
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ZAHN- MUND- UND KIEFERHEILKUNDE
Originalpublikationen
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Buchbeiträge, Monographien
Schramm A, Rücker M, Bormann K-H,
Sakkas N, Düker J, Gellrich N-C. The use
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Abstracts
2005 wurden insgesamt 49 Abstracts publiziert.
Habilitationen
Schramm, Alexander: Rechnergestützte
Mund-, Kiefer-, Gesichtschirurgie.
556
Umhabilitation und Verleihung der Venia
Legendi für das Fach Mund-, Kiefer- und
Gesichtschirurgie nach erfolgreicher Habilitation an der Fakultät für Medizin der
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg durch
die Medizinische Hochschule Hannover,
25.04.2005
Rücker, Martin. Protektion gefährdeter
osteomyokutaner Lappen durch lokale Hitzeschockvorbehandlung.
Umhabilitation und Verleihung der Venia
Legendi für das Fach Mund-, Kiefer- und
Gesichtschirurgie nach erfolgreicher Habilitation an der Medizinischen Fakultät der
Universität des Saarlandes durch die Medizinische Hochschule Hannover, 25.04.2005.
Promotionen
Barth, Enno Ludwig (Dr. med.): Dreidimensionale (3-D) kephalometrische Analyse zur
Evaluation der kraniofazialen Morphologie.
Eulzer, Christopher (Dr. med. dent.): Entwicklung und Validierung der dreidimensionalen quantitativen Computertomographie
(3D-QCT) zur Beurteilung des Distraktionsregenerates.
Schmidt, Stephan (Dr. med. dent.): Klinische
Vergleichsstudie zur Kiefergelenksfunktion
nach chirurgischer und konservativer Versorgung von Kollumfrakturen.
Brüggemann, Sabine (Dr. med.): Kieferund gesichtschirurgische Verletzungen
beim polytraumatisierten Patienten. Eine
prospektive Evaluation anhand des Traumaregisters der Deutschen Gesellschaft für
Unfallchirurgie.
MHH Forschungsbericht 2005
ZAHN- MUND- UND KIEFERHEILKUNDE
Ebrahimi-Nassimi, Asin (Dr. med. dent.):
Häufigkeit von Plattenepithelkarzinomen
der Mundhöhle und des Oropharynx bei
Patienten unter 40 Jahren. Eine retrospektive
Untersuchung des Zeitraums 1980-1999.
Gesichtsbereich (DÖSAK), Bochum, 14.15.11.2005
Sendic, Mirjam (Dr. med. dent.): Wachstumsverhalten und gegenseitige Beeinflussung
von Gingivakeratinozyten und Osteoblasten
auf Kollagen, Freiburg.
Schmidt, Tatjana (Dr. med. dent.): Befunde
und Therapien der chronischen Osteomyelitis im Kieferknochen, Freiburg.
Kiapur-Siahgoli, Nassrin (Dr. med. dent.):
In vitro Proliferationsverhalten humaner
Osteoblasten auf 3D-geplotteten Matrices,
Freiburg.
Itthichaisri, Chumpot (Dr. med.): Comparative in vitro study of the proliferation and
growth behavior of human osteoblast-like
cells on various 2D-biomaterials, Freiburg.
Kankam, Joseph (Dr. med.): Tierexperimentelle Untersuchungen zur zweizeitigen
Sehnervenschädigung, Freiburg.
Christ, Saskia (Dr. med.): Experimentelle
Untersuchung der Retentionskräfte verschiedener Magnetkombinationen für den
Halt einer implantatfixierten Ohrepithese,
Freiburg.
Wissenschaftspreise
Kokemüller H, Tavassol F, Eckardt A.: Maligne Tumoren der Speicheldrüsen – Therapie
und Langzeitergebnisse. Preis für den besten
wissenschaftlichen Vortrag: 36. Jahrestagung
des Deutsch-Österreichisch-Schweizerischen
Arbeitskreises für Tumoren im Kiefer- und
MHH Forschungsbericht 2005
557