Projektziel:
Das Forschungsprojekt umfasst die koordinierte Entwicklung
der einzelnen Komponenten eines Produktionssystems
für Knorpelimplantate aus adulten mesenchymalen
(Bindegewebs-) Stammzellen, sowie die Etablierung von Protokollen
der Stammzell-Differenzierung im Bioreaktor.
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit des Projektes: 3 Jahre (September 2006 - August 2009)
Das MS CartPro Verbundprojekt gliedert sich in 3 Projektbereiche:
Bioreaktorgruppe
(Biotechnologisch-Biomedizinisches Zentrum (BBZ), Prof. Augustinus Bader)
Die Bioreaktorgruppe stellt isolierte Stammzellpopulationen
von Schaf und Mensch für die eigene und die Forschung der
Projektpartner zur Verfügung und charakterisiert diese
Stammzellpopulationen mit geeigneten bioanalytischen Methoden.
Die Gruppe entwickelt wesentlich den GMP-fähigen Bioreaktor
und integriert dabei die neu entwickelten Monitoring-Komponenten
der biophysikalisch arbeitenden Projektgruppe.
Sie führt im Besonderen auch die Experimente zur
Entwicklung und Validierung optimierter Kultivierungsprotokolle durch.
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Gelenkfläche am Oberschenkelknochen eines Schafs (links)
und arthroskopische Kniegelenksaufnahme (rechts).
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Biophysikgruppe
(Institut für Experimentelle Physik I, Prof. Josef A. Käs;
Institut für Experimentelle Physik II, Prof. Wolfgang Grill;
Institut für Medizinische Physik und Biophysik der Medizinischen Fakultät, PD Dr. Jürgen Schiller)
Die Biophysikgruppe erforscht und entwickelt
innovative Technologien zur nicht-invasiven Zellsortierung (MOS),
zum nicht-invasiven online-Monitoring der Zellkulturen auf Einzelzellniveau
(kombinierte PSAM und CLSM) und zur multipara-metrischen Qualitätskontrolle
der produzierten Implantate. Diese neu entwickelten Technologien
werden in Zusammenarbeit mit der Bioreaktorgruppe zeitnah in das Produktionssystem
integriert.
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Ultraschall Mikroskop mit Phasenkontrast (PSAM, 1.2GHz)
kombiniert mit konfokalem Laser-scanning Mikroskop (CLSM).
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Bioinformatikgruppe
(Interdisziplinäres Zentrum für Bioinformatik (IZBI), Prof. Markus Loeffler, Dr. Jörg Galle)
Die Bioinformatikgruppe entwickelt eine Bildverarbeitungs-Software,
die es erlaubt, die Organisation von Stammzellkulturen aus Bildserien
der Monitoring Systeme automatisiert zu rekonstruieren und zu charakterisieren.
Weiterhin erstellt sie aufbauend auf den erhobenen Messergebnissen
und dem aktuellen zellbiologischen Wissen ein Computermodell
der Linienspezifizierung und Differenzierung von mesenchymalen Stammzellpopulationen.
Mit Hilfe dieses Modells plant die Bioinformatikgruppe
experimentelle Versuchsserien der Bioreaktorgruppe mit dem Ziel,
spenderspezifische Produktions-Protokolle zur Steuerung des Bioreaktors zu optimieren.
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