Klinik und Poliklinik
für Plastische Chirurgie
und Handchirurgie
Klinik und Poliklinik für Plastische Chirurgie und Handchirurgie
Direktor: Univ.-Prof. Dr. med. H.-G. Machens
Tel. (089) 414 021 71
sek.plastchir@mri.tum.de

 

 

Translationale Medizin 

Wie viele Patienten kann ein Arzt an einem Tag, in einem Jahr oder in einer gesamten Karriere behandeln? Der größtmögliche und nachhaltigste Impact erfolgt nicht durch das Individuum, sondern durch medizinische Innovation.

 

Medizinische Innovation ist das Resultat translationaler Forschung. Nur durch konsequente Translation neuester Forschungsergebnisse kann unser Gesundheitssystem stets verbessert werden. Alle Innovationen unserer Arbeitsgruppe werden nach erfolgreicher in vitro Evaluation im Labor durch in vivo Studien bis hin zu klinischen Applikation am Patienten weiterentwickelt. Dieser Prämisse folgend, kann die Anzahl neuer Therapeutika in klinischen Studien gesteigert und die Implementation von angewandter Regenerationsmedizin Wirklichkeit werden.


EmaCure®: Entwicklung eines personalisierten therapeutischen Ansatzes zur Wundheilung 

Projektleiter: Dr. Philipp Moog

EmaCure® wird durch Konditionierung von peripheren Blutzellen unter wundsimulierenden physiologischen Bedingungen (Hypoxie, Temperatur) für einen definierten Zeitraum hergestellt. Dieser Ansatz stellt eine signifikante Verbesserung gegenüber den derzeit verfügbaren Systemen zur Herstellung von autologen, blutbasierten Zusammensetzungen, dar. Es ermöglicht eine Hypoxie induzierte Steigerung der Proteinkonzentration, im Vergleich zum Zeitpunkt der Blutentnahme.

 

EmaCure® kann in Form von Wundverbänden und injizierbaren Präparaten erfolgen, die vollständig zellfrei sind. Da die Proteinfaktoren aus dem autologen Blut des Patienten stammen, ist diese der therapeutische Ansatz patientenspezifisch. Unsere Forschungsbemühungen beschäftigen sich ebenfalls mit der Fähigkeit der generierten Sekretome auf unterschiedliche Gewebetypen.

Das EmaCure®-Konzept wird von einem multidisziplinären Forscherteam entwickelt, darunter Zellbiologen, Ingenieure, Kliniker und plastische Chirurgen sowie Spezialisten für translationale Therapien. Das Netzwerk der Kooperationsinstitute umfasst die TU München, die Hochschule München, die Fachhochschule München, sowie die Universitätsmedizin Göttingen.

 

Eine Patentanmeldung auf eines one-step device zur Vorbereitung und Bereitstellung der EmaCure®-Faktoren wurde erstmals im Februar 2012 eingereicht PCT/EP2013/051910;''Device based methods for localized delivery of cell-free carriers with stress-induced cellular factors''). Das Patent wurde im August 2013 veröffentlicht (IPN: WO 2013/113821 A1).

 

Laufende Studien:

  • In vitro Charaktersierung von HPS-abgeleiteten Hydrogels
  • Vergleich unterschiedlicher Sekretome (HypPP vs. PRP)
  • Einfluss hypoxisch präkonditionierter Blutzellen auf die Lymphangiogenese
  • Einfluss hypoxisch präkonditionierter Blutzellen auf Osteoblasten
  • Einfluss von Diabetes mellitus auf die hypoxische Präkonditionierung von Blutzellen
  • Einfluss der Ernährung auf die hypoxische Präkonditionierung von Blutzellen
  • Einfluss von Antikoagulation auf die hypoxische Präkonditionierung von Blutzellen
  • Charakterisierung des spezies-spezifischen angiogenen Potenzials von Hypoxie-präkonditionierten peripheren Blutzellen
  • In vivo Untersuchung der Wundheilungspotential von aus peripheren Blut abgeleiteten Sekretomen

 

Projekt Personal:

Maryna Jensch

Jessica Hughes

Rahmin Schams

Sanjar Bekaran

Alex Schneidinger

 

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Spinnenseide zur Steigerung der Biokompatibilität

 

Projektleiter: Dr. Dominik Duscher

Wie kann man die Entzündungsreaktion auf Auffüllmaterialien verringern? Wie kann man die Retentionsdauer von Fillern verlängern? Wie kann man die Filler-Applikation einfacher und gezielter einsetzen?

 

 

Filler-Materialien kommen als Therapie von Kontour-Defekten am gesamten Körper zum Einsatz. Zusätzlich ist die ästhetische Anwendung von Fillern im Mittelpunkt der rezenten Forschung. Die Firma AMSilk GmbH entwickelte Filler, die auf Spinnenseide basieren. In einem Minipig-Modell werden verschiedene Kompositionen von Spinnenseide und Hyaluron getestet, um die Biokompatibilität zu verbessern und gleichzeitig die Retentionsdauer zu verlängern. Zusätzlich ist das Ziel, die im Vergleich zu herkömmlichen Füllstoffen veränderte Viskosität für eine genauere und gezieltere Applikation nützen zu können. Gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH werden zusätzlich der Hydrationseffekt (mittels MRT-Messung), die Reaktionen auf das Füllmaterial (mittels Histologie) und die Applizierbarkeit evaluiert.

 

Projekt Personal:

Dr. Matthias Aitzetmüller

Dr. Philipp Neßbach


Sentinel-Life

 

Projektleiter: Dr. M.S. Kwak

Das chronische Lymphödem ist eine Erkrankung des Lymphgefäßsystems, bei der es zu einer Ansammlung von Lymphflüssigkeit im Gewebe kommt. Die entsprechende Region schwillt an und die Patienten sind kosmetisch aber auch funktionell stark eingeschränkt. Der Goldstandard weltweit ist weiterhin die konservative Therapie (komplexe physikalische Entstauungstherapie). Zu den derzeit bedeutendsten chirurgischen Therapieformen zählt die mikrochirurgische Lymphknotentransplantation, die vor allem in den letzten 10 Jahren zunehmend an Popularität gewinnt. Dabei wird von der gesunden Seite ein Lymphknotenpaket entnommen und dieses mikrochirurgisch in der erkrankten Region an ein Empfängergefäß angeschlossen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Technik ist jedoch die lange OP-Zeit von bis zu 5 Stunden und das Risiko ein neues Lymphödem an der Entnahmestelle zu verursachen.

Unser Forschungsziel ist es ein neues innovatives Verfahren zu etablieren, die sog. Bioartifiziellen Lymphknoten. Dabei werden gezielt nur 1 oder 2 Lymphknoten entnommen, mechanisch zerkleinert und auf PCL Scaffolds mit biologischem Gel fixiert. Diese werden dann in derselben Sitzung in die erkrankte Region transplantiert ohne Mikrochirurgie. Die Lymphknoten regenerieren und es kommt zur einer Neubildung von Lymphgefäßen.

 

Durch diese Technik verkürzt sich die OP-Zeit wesentlich und das Risiko ein neues Lymphödem auf der gesunden Seite zu verursachen wird deutlich verringert. Erste Tierversuche in Mäusen und Minischweinen zeigen bereits das hohe Regenerationspotenzial von Lymphknotengewebe und erste Hinweise für Lymphgefäßneubildung. 

 

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Lipödem

 

Projektleiter: Anna-Theresa Bauer

Das Lipödem ist nach der Definition der S1 Leitlinie AWMF eine chronisch progrediente Erkrankung, die nahezu ausschließlich bei Frauen auftritt und durch eine Fettverteilungsstörung mit deutlicher Disproportion zwischen Stamm und Extremitäten gekennzeichnet ist.

 

Diese entstehen aufgrund einer umschriebenen, symmetrisch lokalisierten Unterhautfettgewebsvermehrung.  Zusätzlich bestehen Ödeme, die durch Orthostase verstärkt werden, sowie eine Hämatomneigung nach Bagatelltraumen. Charakteristisch ist eine gesteigerte Druckschmerzhaftigkeit, meist bestehen Spontanschmerzen. Die Ursache des Lipödems ist bisher unbekannt. Eine genetische Komponente wird aufgrund von positiven Familienanamnesen angenommen. Die erkrankten Fettzellen lassen sich nicht durch Sport oder Ernährungsmaßnahmen beeinflussen. Eine fehlende Transportfähigkeit der Lymphgefäße führt sekundär zu einem Stau an lipid-und proteinreichen Substanzen rund um die Adipozyten. Da der Abtransport nicht gewährleistet ist, kommt es zu einer vermehrten Ansammlung ebenfalls in den Adipozyten.  Sekundär entwickeln sich in höheren Stadien ein chronisches Lymphödem und eine Fibrosierung der Adipozyten. Die charakteristische Fettverteilungsstörung der erkrankten Adipozyten lassen sich an den Extremitäten erkennen durch das Aussparen von Händen und Füßen, sowie einem typischen „Säulenbein“ und verstrichenen Konturen. Kennzeichnend für ein Lipödem ist außerdem die Gefäßfragilität, die sich durch ein leichtes Auftreten von Hämatomen bei inadäquatem Druck oder Berührung der Extremitäten ergeben. Des Weiteren klagen die Patientinnen meist über Ruheschmerzen in den Beinen, vor allem nach längerer Belastung. Die konservative Therapie mittels Kompressionstherapie und manueller Lymphdrainage beschränkt sich auf die symptomatische Linderung.

Die einzige nachgewiesene Therapie des Lipödems ist die radikale zirkuläre Liposuktion, die mit überdurchschnittlich hohen Kosten einhergeht und von den Krankenkassen in der Regel nicht übernommen wird. Diese Form der Therapie zeigte in Langzeitstudien eine Wiederherstellung einer hohen Lebensqualität und kaum Rückfallquoten. Aktuell gibt es eine unklare Studienlage zur Pathogenese des Lipödems und kaum Forschung zur molekularen Ätiopathogenese. Ziel dieser Studie ist es daher, die molekularbiologische Pathogenese dieses Krankheitsbildes zu erforschen und die Adipozyten in vitro Kultur auf unterschiedliche Faktoren zu untersuchen. Alle für die Studie ausgewählten Patientinnen leiden an Lipödem vom Ganzbeintyp (nach Herpertz) im Stadium II Grad II (nach Fife, Meier-Vollrath). Die Vergleichsgruppe wird von Patientinnen ohne diagnostiziertes Lipödem gebildet, deren Fettzellen durch die gleiche Liposuktionsmethode gewonnen werden.

 

Die Studie wird in Kooperation mit der Praxis Dr. Dominik von Lukowicz durchgeführt, der sich als Facharzt für Plastischen und Ästhetische Chirurgie auf die Behandlung des Lipödems spezialisiert hat und über jahrelange Erfahrung im Bereich der speziellen Liposuktion bei Lipödem verfügt. 

 

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normales Fettgewebe I Lipödem-Fettgewebe


Bioaktive Wundverbandsentwicklung

Projektleiter: Philipp Neßach

 

Es wird geschätzt, dass weltweit jährlich 250 Millionen Operationen durchgeführt werden, die zu Hautverletzungen und nachfolgender Narbenbildung führen. Neben den chirurgischen Eingriffen werden allein in der Europäischen Union jährlich fast 40 Millionen Verletzungen in Notaufnahmen behandelt. Egal ob der Ursprung der Verletzung im Operationssaal auftritt, oder das Ergebnis eines Traumas ist, der erwachsene menschliche Körper durchläuft eine vorhersagbare Reihe von Wundheilungsphasen (Entzündung, Proliferation und Remodellierung).

 

Auf Grund ihrer äußerlichen Lage ist die Haut das am meisten verletzte Gewebe im menschlichen Körper. Verletzungen derselben führen zu Funktionsverlust, Bewegungseinschränkungen und Entstellungen. Nachdem die Narbenbildung in der Verletzung mehrere Monate bis Jahre dauert, wird die vollständige Wiederherstellung der extrazellulären Matrix (ECM) niemals erreicht. Auch die Funktionalität der Haut erholt sich nach einer Verletzung nie vollständig. So liegt die Zugfestigkeit von Narben lediglich bei 70% der normalen Haut. Es wird angenommen, dass die ECM eine zentrale Rolle bei der narbenlosen Heilung spielt. Die Ergebnisse dieses Projekts sollten die zentrale Rolle der ECM belegen und ein neues Paradigma für die Behandlung von Wunden mit dem Ziel einer echten, uneingeschränkten Geweberegeneration liefern.

 

Video of Adult ECM


Einfluss von Wundsekreten aus Okklusivverbänden auf Mesenchymale Stammzellen

Projektleiter: Dr. med. univ. Michael Cerny 

Fingerkuppenverletzungen sind häufig und können oft mittels Okklusivverbänden konservativ zur Abheilung gebracht werden. Die Wunden heilen dabei praktisch narbenlos ab und es kommt i.d.R. zu ästhetisch und funktionell sehr guten Ergebnissen. Spalthautentnahmestellen können ebenso behandelt werden um die Wundheilung zu verbessern. Da mesenchymale Stammzellen (MSC) wichtige Modulatoren der Wundheilung sind, haben wir die Hypothese aufgestellt, dass die Wundsekrete von Fingerkuppenverletzungen und Spalthautentnahmestellen im Vergleich zu Serum derselben Patienten die Proliferation und Migration von MSCs beeinflusst.

 

Wir zeigen hier einen starken, zeitabhängigen Effekt von Wundsekreten auf Migration und Proliferation von Mesenchymalen Stammzellen. Mesenchymale Stammzellen sind wesentlich an der Bildung des Granulationsgewebes in der Wundheilung beteiligt und spielen eine Rolle bei der Bildung von Narbengewebe. Die frühe Aktivierung der Migration von MSCs in der Wundheilung könnte über eine frühe, relative Erhöhung der MSCs im heilenden Gewebe die Narbenbildung modulieren und damit zu den beobachteten sehr guten Ergebnissen bei Fingerkuppenverletzungen beitragen. 

 

Projekt Personal:

Anna Wiesmeier


Computer Aided Plastic Surgery

Projektleiter: Prof. Dr. Laszlo Kovacs

 

Die Forschungsgruppe CAPS hat es sich als Ziel gesetzt, neue Erkenntnisse aus der interdisziplinären Zusammenarbeit im Bereich der Ingenieurwissenschaften, Mathematik, Physik, Informatik, Biomechanik, Computertechnologie und anderer medizinischer Fachgebiete zur Lösung komplexer, fachübergreifender medizinischer Fragestellungen zu implementieren.

 

Die wissenschaftlichen Aktivitäten der Forschungsgruppe CAPS an der TU München konzentrierten sich auf die Untersuchungen innovativer Technologien zur dreidimensionalen Erfassung, Digitalisierung und Visualisierung der menschlichen Körperoberfläche und der Weichteilgewebe mit dem Ziel die Methoden der Computer assistierten Chirurgie dem Fach der Ästhetischen, Plastischen und Rekonstruktiven Chirurgie zugänglich zu machen.


Klinische Wissenschaft

Unser wissenschaftlicher Schwerpunkt im Bereich klinische Studien liegt im Bereich der Regenerativen Medizin und umfasst die hochqualitative Untersuchung (nach GCP, AMG und MPG) innovativer Therapien, die das Ziel einer autologen (körpereigenen) Geweberegeneration verfolgen. Das Ziel der untersuchten Therapien ist es, körpereigene Regenerationsprozesse zu unterstützen und zu fördern. Dabei werden insbesondere innovative Therapieformen für Brandverletzungen und chronische Wunden untersucht.

 

Unter klinischen Studien versteht man die Prüfung von: Wirksamkeit, Effektivität und Sicherheit neuer Behandlungsmethoden, Medikamente oder Medizinprodukte im Menschen.Klinische Studien sind daher nur unter besonderen Bedingungen und nach erfolgter Genehmigung durch die Ethikkomissionen und Bundesoberbehörden möglich. Um eine solche Genehmigungen zu erlangen müssen im Vorfeld z.B. Ergebnisse aus präklinischen Untersuchungen vorliegen.

 

Unsere Prüfer haben große Erfahrung in der Durchführung von klinischen Studien. Unsere Leiterin von klinischen Studien hat jahrelange Erfahrung in der Durchführung, Planung und Analyse von klinischen Studien aus den Bereichen AMG, MPG und ATMPs und verfügt über die notwendigen Zertifizierungen. Wir führen klinische Studien in enger Zusammenarbeit mit führenden universitären (IITs) und industriellen (z.B. Zulassungsstudien) Forschungspartnern durch. Aufgrund unserer engen Zusammenarbeit mit dem Münchner Studienzentrum können wir zudem alle Leistungen einer CRO im Hause nutzen.Unser Ziel ist es nach der korrekten Durchführung der Studien, diese neuesten Entwicklungen zeitnah in unserem klinischen Alltag einzusetzen.

Körpereigene Stammzellen zur Regeneration der Arthrose und zur Narben- und Wundbehandlung

Im Fettgewebe befinden sich Stammzellen sogenannte Mesenchymale Stromale Vorläuferzellen (MSC), die durch ihre speziellen biologischen Eigenschaften ein großes regeneratives Potenzial aufweisen. Die Zellen werden durch schonende Fettabsaugung (Liposuktion) gewonnen und nach Aufbereitung direkt als sogenannte Eigenfetttransplantation injiziert. Der Anwendungsbereich von Fettstammzellen ist vielfältig. Studien haben gezeigt, dass sich durch die Injektion von Stammzellen zum Beispiel das Narbenbild verbessern lässt, Wunden besser heilen und Schmerzen sowie Verschleißerscheinungen im Bereich des Daumengrundgelenkes, bei der sogenannten Rhizarthrose, zurückgehen. Die Therapie mit Fettstammzellen verbessert somit die Lebensqualität und Funktionalität des Patienten. Das Potenzial der MSCs ist noch nicht ausgeschöpft, die Indikation für ihre Anwendung wird die Regenerative Medizin in Zukunft begleiten. Wir beraten Sie in unserer Plastisch chirurgischen oder Handchirurgischen Sprechstunde gerne ausführlich zu den vielfältigen Möglichkeiten der Zelltherapie.

Biomaterialen als Hautersatz

Der Hautersatz mit bioaktiven Hautersatzmaterialien kommt bei ausgedehnten Defekten mit Zerstörung der Haut wie er z.B. bei Verbrennungen oder nach schweren Infektionen auftritt, zum Einsatz. Dabei kommen neben dem Einsatz von Biomaterialien auch zu Zelltransplantationen und bioaktive Verfahren wie die Verwendung von Momentum Bionics®. Ähnlich wie beim Knochenersatz unterhält die Klinik ein aktives Forschungslabor, bei dem neueste Entwicklungen getestet werden.

Momentum Bionics®

Mit der Momentum Bionics® Therapie wird die lokale Wundheilung angeregt, indem Vorläuferzellen in der Haut und im darunterliegenden Gewebe mit wichtigen Molekülpeptiden (Proteinen) versorgt werden. Diese Peptide – teilweise individuell aus dem Patientenblut gewonnen – sind für die lokale Zell-zu-Zell-Kommunikation entscheidend und bestimmen die Entwicklung von Narbengewebe oder gesunder Haut maßgeblich. Die Therapie wird durch den behandelnden Arzt für den Patienten individuell hergestellt. Es handelt sich bei Momentum Bionics® um eine neuartige, regenerative Therapie nach der Methode von Herrn Univ.-Prof. Dr. Bader.

 

Mögliche Vorteile mit dieser Therapie:

  • Schnellere Heilung (bis zu 50 %)

  • Neurogenese (Wachstum der Nerven bei bestehender Neuropathie)

  • Bessere Durchblutung der Region

  • Bildung von Granulationsgewebe als Grundlage für eine spätere Spalthauttransplantation

 

Behandelt werden können je nach Befund:

  • Chronische und nicht-heilende Wunden wie Diabetische Fußsyndrome, Ischämische oder venöser Ulzera, Dekubiti

  • Gelenkverschleißerscheinungen

  • Chronische Entzündungen im Bindegewebe

  • Narbenprävention nach Operationen

  • Verbrennungen bis Grad 2b

  • Verbrühungen

 

Beispiel 1:

Spalthautspenderstelle am selben Patienten: Rechtes Foto – mit Momentum Bionics® erfolgt die Heilung in 7 Tagen.

Linkes Foto – mit konventioneller Wundbehandlung erfolgt die Heilung in 14 Tagen.

“A Multi-Center Study on the Regenerative Effects of Erythropoietin in Burn and Scalding Injuries - EPO in Burns“

Projektleiter: 

Dr. Dr. Christina Irene Günter 

Prof. Dr. Hans-Günther Machens

Erythropoietin ist seit fast 100 Jahren als Regulator der Erythropoese bekannt. Seit ca. 20 Jahren werden die nicht-haematopoetischen Effekte im Bereich der akuten und chronischen Geweberegeneration untersucht.

Mittels Inhibition der inflammatorischen Reaktion nach Trauma sowie der Apoptose auf der einen Seite und Aktivierung von pro-regenerativen Effekten wie der Angiogenese, der Stammzellrekrutierung und der Beeinflussung verschiedener Wachstumsfaktoren auf der anderen Seite, spielt EPO eine wichtige Rolle in der Regeneration nach Trauma und bei der Wundheilung.

Mittlerweile konnten EPO und EPO Rezeptoren in der menschlichen und der Haut verschiedener Tierarten, insbesondere nach Trauma nachgewiesen werden.  

Im Nacktmausmodel konnte eine dosisabhängige schnellere Wundheilung bei EPO Gabe gezeigt werden. In einem weiteren Mausmodel konnte eine verbesserte Epithelproliferation, eine schnellere Reifung der Extrazellulärmatrix, vermehre Angiogenese, sowie höhere Level von CD31, VEGF und eNOS in den mit EPO behandelten Tieren gezeigt werden. Im Vergleich waren diese Werte bei den Tieren der Kontrollgruppe deutlich schlechter.

Diese prä-klinischen Ergebnisse lassen uns vermuten, dass EPO auch im schwerbrandverletzten Patienten eine wundheilungsaktivierende Wirkung entfalten könnte.

Aufgrund dieser Hypothese initiierten wir 2008 “EPO in Burns”, eine große, prospektive, randomisierte, doppel-blinde, multizentrische klinische Studie. Welche durch das BMBF gefördert wurde, und durch die beteiligten Etikkomissionen und die Bundesoberbehörden genehmigt worden ist.

Die Studie untersuchte die Effekte von EPO auf den schwerbrandverletzten Patienten und befindet sich aktuell in der Analyse-Phase. Zwischen 2009 und 2013 waren insgesamt 116 Patienten in die Studie aufgenommen worden.

Der primäre Endpunkt umfasste den Zeitraum bis zur kompletten Wundheilung einer definierten Spalthautentnahmestelle. Sekundäre Endpunkte umfassten u.a. Morbidität, Laborwerte, Quality of Life, Narbenbildung und Sicherheitsparameter sowie die Mortalität.

Wir versprechen uns von der Studie ein besseres Verständnis der Wundheilungsmechanismen, sowie weiterer EPO Effekte in Bezug auf Morbidität und Mortalität im schwerbrandverletzten Patienten.

Zudem erhoffen wir uns eine neue effektive und effiziente Behandlungsmethode für den schwebrandverletzten Patienten entwickeln zu können.

 

(EudraCT Number: 2006-002886-38, Protocol Number: 0506, ISRCT Number: ISRCTN95777824)