Projekte

• Endodontisches System, insbesondere Cavum dentis
• Parodontologie
• Biomechanik und Biophysikalische Modelle
• Tissue engineering

Zahnheilkunde erlebt in den letzten Jahren erneut einen enormen Schub vor allem in der Pferdemedizin, und zwar international – insbesondere in den USA – genau wie im Bereich der Bundestierärztekammer: Die Zahl der entsprechenden Fortbildungsveranstaltungen spiegelt dies wider. Damit geht ein deutlich verstärkter Bedarf an spezifischem Detailwissen einher, der in vielen Bereichen intensivste Forschungstätigkeit generiert; dies gilt insofern, als auch in der Pferdezahnheilkunde das Interesse an prophylaktischen Behandlungsmaßnahmen und zahnerhaltenden Therapien stark zunimmt.

Endodontisches System:
Beim routinemäßigen Beschleifen der Reibefläche der Pferdebackenzähne befürchtet der behandelnde Tierarzt die ungewollte Öffnung der Pulpahöhle und die damit verbundene Infektionsgefahr für das verzweigte, das heißt in sogenannte Pulpaäste und Wurzelkanäle untergliederte Hohlraumsystem. Deshalb wünscht er sich detaillierte Angaben über den Abstand der Pulpaäste zur Okklusalfläche und über die Verbindungen der Pulpaäste untereinander.

In unserer Arbeitsgruppe wurde bereits gezeigt, dass dieses System – trotz einiger Grundmerkmale – Variationen aufweist, die unter aanderem auch als biologisches Ergebnis einer funktionellen Beanspruchung aufgefasst werden können (Westenberger, Diss. Hannover, 2002). In Fortführung dessen werden im µ-CT umfangreiche Datensätze von Pferdebackenzähnen erstellt, um dann in 3-dimensionalen Computer-Modellen die entsprechenden Abstandsmessungen vorzunehmen.

Parodontologie:
Seit Mitte der 1980er Jahre ist das Phänomen der körpereigenen Produktion von antimikrobiell wirkenden Proteinen und Peptiden (APs) bekannt, und zwar auch in Epithelzellen der oralen Schleimhäute einschließlich der Gingiva. Überraschenderweise wurde das Ligamentum periodontale (PDL) von entsprechenden Untersuchungen bisher weitestgehend ausgeklammert.

Dies obwohl besondere Zellen in Form von Resten der epithelialen Wurzelscheide – sogenannte Malassezsche Epithelreste – dauerhaft im bindegewebigen PDL verbleiben. Es liegt die Vermutung nahe, dass Malassezsche Epithelreste eine aktive Rolle bei der Abwehr mikrobiell verursachter Parodontalerkrankungen spielen. In dieser Hinsicht verdient das equine Parodontium insofern besondere Beachtung, als aufgrund der hypsodonten Wachstumseigenschaften des Pferdezahns solche Epithelzellreste nicht nur aus der zweischichtigen epithelialen Wurzelscheide, sondern auch direkt aus dem vierschichtigen Schmelzorgan hervorgehen und in relativ großer Häufigkeit angetroffen werden.

Biomechanik und Biophysikalische Modelle:
Kau- und Zahnbewegungen sowie biophysikalische Analysen des komplizierten Aufbaus des Pferdezahns sind seit längerer Zeit Schwerpunkte der Forschungstätigkeit unserer Arbeitsgruppe; diese Untersuchungen haben Bedeutung für interdisziplinäre Grundlagenforschung, zielen aber auch auf die Klärung der Ätiologie typischer equiner Zahnerkrankungen.

In Hinblick auf moderne Therapieformen in der Pferdezahnheilkunde (Füllungen der Infundibula; Füllungen des Cavum dentis; Behandlung parodontaler Erkrankungen; Modellierung der Kaufläche mit motorgetriebenen Raspeln) und auch in Hinblick auf die Entwicklung neuer Instrumente und Füllmaterialien werden Kenntnisse über die Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit des Pferdebackenzahns und seines Zahnhalteapparates (Parodontium) verlangt.   Diese Fragen werden in einer interdisziplinären Zusammenarbeit von Veterinäranatomie und Physik (Mechanik) an digitalisierten Zahnmodellen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode beantwortet (DFG-Projekt STA 1047/4-1).

Tissue engineering:
Zur Behandlung muskuloskeletaler Erkrankungen des Pferdes rücken verstärkt Mesenchymale Stammzellen (MSC) in den Mittelpunkt des Interesses. Bei equinen Beugesehnenerkrankungen werden mittlerweile MSC aus dem Knochenmark oder dem Fettgewebe für regenerative Zelltherapien genutzt.

Der Therapieerfolg hängt maßgeblich von der tenogenen Differenzierungspotenz sowie von der guten Proliferations- und Integrationsfähigkeit der eingesetzten Zellen ab. In dieser Hinsicht fokussieren aktuelle Forschungsanstrengungen unserer Arbeitsgruppe auf die Kultivierung und Charakterisierung von MSC aus dem equinen Ligamentum periodontale (PDL).

• Histologie der Kehlkopfschleimhaut des Schweines und anderer ausgewählter Spezies
• Bildgebende Verfahren und histologische Korrelate

Die Vorstellung, wonach die Anatomie des Menschenkörpers der des Schweines sehr ähnlich sei, ist in den Biowissenschaften nach wie vor weit verbreitet. Sie leitet zu der Annahme, Organe des Schweines eigneten sich als Modell für die Testung diagnostischer und therapeutischer Maßnahmen, so beispielsweise auch in der Human-Laryngologie/Phoniatrie.

Mittlerweile belegen allerdings zahlreiche Publikationen ebenso zahlreiche Diskrepanzen. Sie beruhen unter anderem auf dem oft unterscheidungslosen Zugriff auf Material vom Schwein mit allenfalls vager Spezifizierung von Schweinerasse, Alter und Geschlecht.

Derartige Parameter müssen aber als essentiell angesehen werden, insofern sie wesentliche Bedeutung für die gewebliche Beschaffenheit und mechanische Eigenschaften der sogenannten Stimmfalte (Plica vocalis) haben.

Zu diesen Baumerkmalen gehören unter anderem die Epithel- und Faserbeschaffenheit sowie die Proteoglycanverteilung, die allesamt maßgeblichen Einfluss auf die Phonation haben. Unser Projekt, das zurzeit im Aufbau ist, nimmt sich zum Ziel, einen histo- und zytologischen Merkmalskatalog zu erstellen, der als Referenz für analoge human-laryngologische Studien dienen kann.

• Immunhistochemische Detektion eines antibakteriellen Peptids nach Aerosolinfektion

Im Rahmen eines interdisziplinären Projekts mit der Klinik für kleine Klauentiere und dem Institut für Mikrobiologie (Projektleitung PD. Dr. I. Hennig-Pauka) wird an histologischem Material aus der Schweinlunge bestätigt, dass neben den neutrophilen Granulozyten auch andere Zellen antibakterielle Proteine bilden, speichern oder aufnehmen können.

• Flügel-, Brust-, Halsmuskulatur beim Mauersegler, Apus apus (Apodidae)

Die Auffassung, Segler (Apodi) – wie beispielsweise unsere heimischen Mauersegler – und Kolibris (Trochilidae) seien Schwestertaxa, wurde lange Zeit kontrovers diskutiert; sie gilt aber nicht zuletzt aufgrund molekularbiologischer Analysen mittlerweile als akzeptiert. Selbst vor dem Hintergrund moderner laboranalytischer Methoden behält – auch in der modernen Ornithologie – die Erhebung morphologischer Daten bei phylogenetischen Untersuchungen einen hohen Stellenwert, beispielsweise für computergestützte kladistische Analysen auf der Basis einer Merkmalsmatrix (Brause, Diss. Hannover, 2002).

Es gilt bei derartigen Studien nämlich insbesondere zu unterscheiden, welche der Gemeinsamkeiten von einem gemeinsamen Vorfahren ererbt wurden und welche auf Spezialanpassungen von Kolibris bzw. Mauerseglern zurückzuführen sind. Dazu diente eine umfangreiche myologische Analyse der Flügel- und Wirbelsäulenmuskulatur. Diese morphologischen Untersuchungen wurden in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Ornithologie des Forschungsinstituts Senckenberg, Frankfurt, durchgeführt.