Dent Unique 3/2021

Österreichische Post AG MZ14Z039972M Universitätszahnklinik Wien, Sensengasse 2a, 1090 Wien

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Ein Labor an der Schnittstelle zwischen Klinik und Forschung – 11 Zahnreise: Von PatientInnen durch das Labor und wieder zurück – 15

Das Journal der Universitätszahnklinik Wien

Jung-Forscherinnen an der Universitätszahnklinik Wien – 17

WISSENSCHAFT IM FOKUS Einblicke in die Forschung der Universitätszahnklinik Wien DentUnique 3/2021 1

Sehr geehrte LeserInnen!

Unser Journal DentUnique gibt Ihnen einen exklusiven Einblick in die Tätigkeiten an der Universitätszahnklinik Wien.

Wir berichten über aktuelle Forschungserkenntnisse, schildern PatientInnenfälle und informieren über die zahlreichen Weiterbildungsmöglichkeiten an der Universitätszahnklinik Wien.

Univ.-Prof. DDr. Andreas Moritz, Vorstand

In dieser Ausgabe sollen diesmal jedoch ausschließlich die herausragenden Forschungsleistungen des Hauses in den Fokus gerückt werden.

Denn die Universitätszahnklinik Wien ist nicht nur eine qualitativ hochwertige Ausbildungsstätte für künftige ZahnärztInnen, sondern auch europaweit eine der bedeutendsten Forschungsinstitutionen in der Zahnmedizin. In einem ausführlichen Interview kommt Dipl.-Ing.in Dr.in Michaela Fritz, Vizerektorin für Forschung und Innovation an der MedUni Wien, zu Wort und spricht über den Stellenwert von Wissenschaft und Forschung sowie die herausragende Rolle der Universitätszahnklinik Wien.

VertreterInnen der insgesamt sieben Competence Center und Core Facilities der Universitätszahnklinik Wien berichten aus ihren jeweiligen Fachgebieten über aktuelle und bedeutende Forschungsprojekte.

Ein Forschungsschwerpunkt des Competence Center Dental Materials ist beispielsweise die Entwicklung von präklinischen Testverfahren zur Abschätzung des Risikos der PatientInnen durch Dentalmaterialien.

Die parodontale Geweberegeneration ist ohne Anwendung neuartiger Ansätze des Tissue Engineerings, der Digitalisierung sowie der Nanotechnologie undenkbar.

Die Entwicklung neuer Methoden zur Zahnregeneration ist eine der Hauptaufgaben des Competence Center for Periodontal Research.

Ein Fokus der Forschungsaufgaben des Karl-Donath-Labors, Core Facility Hard Tissue and Biomaterial Research, liegt auf klinisch relevanten Fragestellungen im Gebiet der Oralen Chirurgie.

Hier werden mit höchster Präzision mikrometerdünne histologische Präparate von mineralisierten Geweben sowie in Knochen integrierte Implantate angefertigt.

Wir möchten Sie mit dem Journal DentUnique an unserem klinischen Alltag teilhaben lassen und freuen uns auf eine gute Zusammenarbeit mit Ihnen – zum Wohle der PatientInnen!

Impressum: Medieninhaber/Herausgeber: Universitätszahnklinik Wien GmbH, 1090 Wien, Sensengasse 2a, Tel.: +43 1/400 70, Fax: +43 1/400 70-3039, E-Mail: office-unizahnklinik@meduniwien.ac.at, www.unizahnklinik-wien.at Herausgeber: Geschäftsführer Univ.-Prof. DDr. Andreas Moritz und Thomas Stock Erscheinungsort: Wien Auflage: 4.500 Verlag: Albatros Media GmbH, Grüngasse 16, 1050 Wien, office@albatros-media.at, www.albatros-media.at Redaktion: Maga. Erika Hofbauer (Leitung), Grafik & Produktion: Albatros Media GmbH Verlagsleitung: Otto Koller Designkonzept: Albatros Media GmbH Lektorat: Maga. Eva Kainrad Coverfoto: Universitätszahnklinik Wien/Fuchs Fotos: Falls nicht anders angegeben: Universitätszahnklinik Wien Druck: Druckerei Janetschek GmbH, 3860 Heidenreichstein Offenlegung gemäß § 25 Mediengesetz Die Universitätszahnklinik Wien GmbH ist eine 100-%-Tochtergesellschaft der Medizinischen Universität Wien, www.meduniwien.ac.at/homepage/info/impressum.

Grundlegende Richtung des Magazins: DentUnique informiert ZahnärztInnen, Studierende und MitarbeiterInnen der Universitätszahnklinik Wien über Forschung, Fallstudien, Weiterbildungsangebote und die Tätigkeiten der Institution.

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60% 4x

dünner flexibler¹

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Entwickelt, um das Risiko von Zahnfehlstellungen zu reduzieren.

Unser MAM Perfect: 60 % dünner, 4 mal flexibler¹ Der dünne Saugerhals und das außergewöhnlich flexible Saugteil machen unseren MAM Perfect besonders anpassungsfähig. Dadurch bekommen die Zähne bestmöglichen Kontakt und Kiefer und Gebiss können sich optimal entwickeln. Die Wirkung unseres MAM Perfect wird durch neue Langzeitstudien wissenschaftlich bestätigt.

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Material und Werkstoffkunde im Forschungsfokus

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Wissenschaftliche Qualitätssicherung

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Schnittstelle zwischen Klinik und Forschung

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Zahnreise: Von PatientInnen durch das Labor und wieder zurück

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Jung-Forscherinnen an der Universitätszahnklinik

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Operation mit neuem Hightech-Roboter

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Impfpionier Prof. Dr. Christoph Huber wird Berater der MedUni Wien

Das Resultat: Die Studie belegt statistisch signifikant, dass die Umstellung von einem herkömmlichen Schnuller auf unseren MAM Perfect das Risiko der Entwicklung/Ausbildung eines offenen Bisses („Open Bite“) und eines vergrößerten Überbisses („Overjet“) minimiert.

PD Dr. Yvonne Wagner, Zahnärztin Universitätsklinikum Jena (DE): „Diese Langzeitstudie ist die erste wissenschaftliche Arbeit, welche die Vorteile der Verwendung des MAM Perfect gegenüber herkömmlichen Schnullern in Bezug auf Overjet und Overbite statistisch signifikant belegt.“ Das Fazit: Die Abgewöhnung des Schnullers ist die beste Methode um Zahnfehlstellungen zu verhindern, gleichzeitig aber oftmals auch die schwierigste. Unser MAM Perfect bietet sich somit als zahnmedizinisch geprüfte Alternative zu konventionellen Schnullern an. Basierend auf den Erkenntnissen der vorliegenden Langzeitstudien kann unser MAM Perfect von Experten empfohlen werden.

Mehr Infos zum MAM Perfect unter: mambaby.com/professionals ¹Durchschnittswerte. Zwischen: 32% – 83% dünner / 1,1 – 19,5 mal flexibler als übliche Silikonschnuller ²Y. Wagner, R. Heinrich-Weltzien, “Effect of a thin-neck pacifier on primary dentition: a randomized controlled trial”, Orthodontics & Craniofacial Research, Volume 19, Issue 3, pages 127–136, August 2016

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Gute Forschung mit schlauen Köpfen

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Inhalt

Am Universitätsklinikum Jena (DE) wurde über einen Zeitraum von 12 Monaten mit 86 Kindern im Alter zwischen 16 und 24 Monaten eine randomisiert kontrollierte Langzeitstudie² durchgeführt. Dabei wurde die Auswirkung unseres MAM Perfect Schnullers auf die Zahn- und Kieferentwicklung untersucht.

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„Für gute Forschung braucht es die klügsten Köpfe“ Die Universitätszahnklinik Wien ist nicht nur eine qualitativ hochwertige Ausbildungsstätte für künftige ZahnärztInnen, sondern auch europaweit eine der bedeutendsten Forschungsinstitutionen in der Zahnmedizin.

D

ie Universitätszahnklinik Wien ist mit rund 310 MitarbeiterInnen bestehend aus ZahnärztInnen, UniversitätsprofessorInnen und allgemeinem Personal eine der größten und modernsten Universitätszahnkliniken Europas. Jährlich werden an rund 40.000 PatientInnen über 146.000 Behandlungen durchgeführt. Die herausragenden Leistungen der Universitätszahnklinik Wien wurden zuletzt vom internationalen Zertifizierungs-Institut ACQUIN bestätigt: Vor einem Jahr erhielt das Diplomstudium Zahnmedizin seine Akkreditierung.

DentUnique sprach mit Dipl.-Ing.in Dr.in Michaela Fritz, Vizerektorin für Forschung und Innovation an der MedUni Wien, über den Stellenwert von Wissenschaft und Forschung und die herausragende Rolle der Universitätszahnklinik Wien.

Forschung in der Medizin ist ein wichtiger Faktor von Weiterentwicklung und Innovation. Was macht den Forschungsstandort Wien so bedeutsam?

Dipl.-Ing.in Dr.in Michaela Fritz: In Wien gibt es eine kritische Masse an Stakeholdern im Bereich Life Science. Das sind Universitäten, Forschungseinrichtungen, Start-ups, kleine und große Unternehmen und eine gute Krankenversorgung. Es sind daher alle „Zutaten“ für ein innovatives Ökosystem vorhanden. Dazu kommen auch Akteure der öffentlichen Hand, dabei spielen Förderorganisationen wie der FWF, die FFG, aws oder der WWTF eine wichtige Rolle in der Finanzierung von Innovationen. Aber es gibt auch eine Reihe von Vernetzungsplattformen und Acceleratoren wie LISAvienna, Inits oder den Health Hub Vienna, die zu einem innovativen Umfeld beitragen. Diese hohe Dichte ist international sichtbar und zieht weitere Talente an. Dabei ist es natürlich auch nicht von Nachteil, dass Wien immer wieder in Rankings zu den lebenswertesten Städten der Welt zählt.

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Wien als Forschungsstandort, speziell die Forschungsarbeit an der Universitätszahnklinik Wien, genießt international einen ausgezeichneten Ruf. Was macht Ihrer Meinung nach die Reputation der Universitätszahnklinik Wien so einzigartig?

Die MedUni Wien hat eine lange Geschichte und kann auf viele historische medizinische Errungenschaften verweisen.

Dieses Erbe ist nun zu unserer Verpflichtung geworden: Lehre, Forschung und PatientInnenbetreuung kontinuierlich zu verbessern und Spitzenleistung zu erbringen. Die internationale Vernetzung, der Austausch über die Disziplinen und die strategische Fokussierung der Universitätszahnklinik Wien sind wichtige Erfolgsfaktoren. Und die Früchte können sich sehen lassen, so die jüngsten Erfolge bei der Einwerbung von FWF-Einzelgrants oder der überaus erfreuliche Anstieg des publikatorischen Outputs, mit dem wir Anschluss an die besten zahnmedizinischen Universitäten weltweit gewonnen haben.

Was macht man in Wien – MedUni Wien und damit auch Universitätszahnklinik Wien – anders oder besser als an anderen Forschungseinrichtungen?

Auch wenn die Belastung durch Forschung, Lehre und PatientInnenbetreuung sicher hoch ist, bildet die Kombination der drei Säulen auch eine Chance: Translationale Forschung, d. h., Forschungsergebnisse gezielt aus dem Labor in die Versorgung zu bringen, ist einer der Assets, die an der MedUni Wien besonders gut hervorgebracht werden können. Die nationale und internationale Vernetzung ist ein weiterer Aspekt, der in Wien gut gelingt.

Welche wichtigen Weichenstellungen werden Ihrer Meinung nach auf Forschungseinrichtungen wie die Universitätszahnklinik Wien zukommen?

Für gute Forschung braucht es kluge Köpfe und gute Rahmenbedingungen. Aus meiner Sicht sind die Rahmenbedingungen an der Universitätszahnklinik Wien, was die

Forschungsinfrastruktur betrifft, ausgezeichnet. Die Forschungsfinanzierung in der Grundlagenforschung ist in Österreich im Vergleich zu anderen europäischen Ländern allerdings weniger gut aufgestellt. Daher wird das kompetitive Einwerben von Drittmitteln in Zukunft nicht einfacher werden. Andererseits werden die europäischen Programme zukünftig stärker auf Missionen und Umsetzung ausgerichtet. Da kann sich die Universitätszahnklinik Wien in zukünftigen Konsortien sicher weiter gut einbringen. Die Voraussetzungen für kompetitive und insbesondere auch translationale Interaktionen sind meines Erachtens hervorragend gegeben.•

Zur Person Dipl.-Ing.in Dr.in Michaela Fritz, Vizerektorin für Forschung und Innovation, Medizinische Universität Wien

Auf den folgenden Seiten werden einige ausgewählte Forschungsprojekte präsentiert.

Fact Box: •

In den Forschungsabteilungen der Universitätszahnklinik Wien wird in verschiedenen Kompetenzzentren gearbeitet.

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Das Forschungsspektrum umfasst die Fachbereiche Kieferorthopädie, Kinderzahnheilkunde, Orale Biologie, Orale Chirurgie, Parodontologie, Prothetik, Radiologie und Zahnerhaltung.

•

Die Forschungseinheiten sind in Competence Center und Core Facilities gegliedert: Competence Center Dental Materials, Competence Center Oral Biology, Competence Center Periodontal Research, Core Facility Applied Physics, Laser and CAD/ CAM Technology, Core Facility Hard Tissue and Biomaterial Research, Karl Donath Laboratory, Core Facility Morphology, Core Facility Oral Microbiology and Hygiene.

Master in Clinical Dentistry – Peridontology and Implantology

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er Universitätslehrgang „Master in Clinical Dentistry – Periodontology und Implantology“ ist eine postgraduelle Aus- und Weiterbildung für praktizierende ZahnärztInnen. Dieser Lehrgang vermittelt auf das Studium der Zahnheilkunde aufbauendes aktuelles Wissen und eine Spezialisierung im Bereich der Parodontologie und der Implantologie. Im Februar 2019 startete der Lehrgang mit 14 TeilnehmerInnen, der erste Durchgang wurde nun Ende Oktober beendet. Zwei Teilnehmerinnen, Dr.in Alice Blufstein und Dr.in Vivian Hirsch, schlossen den Lehrgang erfolgreich mit ihrer Masterthese ab.

Der zweite Durchgang hat bereits begonnen, die Module sind für 2022 in Planung. Unter Berücksichtigung der Mas-

terarbeit (20 ECTS) ergeben sich für den Lehrgang 90 ECTS-Punkte. Der Lehrgang besteht aus insgesamt acht Modulen:

Lehrgangsmodule

Modul 6: Implantologie II – Sofortimplantationen, computergeführte Implantationen, Sinusbodenelevationen, Knochenaugmentationen

Modul 1: Grundlagen – Update orofaziale Anatomie, Histologie und molekulare Biologie

Modul 7: Implantologie III – Komplexe Knochenaugmentationen sowie Knochenrekonstruktionen, präprothetische Chirurgie sowie Zygoma-Implantate

Modul 2: Konservative Therapie der Parodontitis

Modul 8: Implantatprothetik III – Okklusionslehre und digitale Zahnmedizin

Modul 3: Parodontale Chirurgie I – Resektive und regenerative Verfahren Modul 4: Parodontale Chirurgie II – Weichgewebsmanagement Modul 5: Implantologie I – Grundlagen, Anatomie und Histologie, Konzepte, Guided Bone, Regeneration, Socket Preservation

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Biomechanik und Lasertechnologie im Forschungsfokus Die Core Facility for Applied Physics, Laser and CAD/CAM Technology beschäftigt sich mit Grundlagenforschung in den Bereichen Biomechanik, Sensorik, Robotik, Materialforschung und Lasertechnologie.

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ie Grundlagenforschung der Core Facility trägt wesentlich dazu bei, aktuelle Fragestellungen vor allem in den Bereichen Lasertechnologie und Biomechanik in der Zahnheilkunde zu beantworten. Ebenso fungiert diese Einrichtung als Supportabteilung für ansässige Competence Center, andere Core Facilities und Fachbereiche an der Universitätszahnklinik Wien. So wird die Core Facility for Applied Physics, Laser and CAD/CAM Technology immer wieder mit der Erstellung von Analysen und Durchführungen von Messungen aus diesen Bereichen beauftragt, und zwar sowohl von internen Abteilungen als auch von externen KundInnen. Im Rahmen ihrer Forschungstätigkeit entwickelt die Core Facility nicht nur neue Verfahren, sondern auch neue Apparaturen und Werkzeuge.

Beispielsweise werden in der eigenen mechatronischen Werkstatt Prototypen und Testaufbauten für Forschungszwecke neu entwickelt bzw. hergestellt.

Abb. 1: Labor für Elektronenmikroskopie

größert abzubildende Objekt geführt (gerastert) und Wechselwirkungen der Elektronen mit dem Objekt zur Erzeugung eines Bildes des Objektes genutzt.

Die Abb. 2–5 zeigen solche REM-Bilder, die an der Universitätszahnklinik Wien erstellt wurden.

Geräte und Verfahren Zu den wichtigsten Geräten und Hilfsmitteln dieser Core Facility zählen zwei Raster-Elektronenmikroskope und die energiedispersive Röntgenspektroskopieeinheit.

Raster-Elektronenmikroskopie (REM) REM-Untersuchungen werden sehr häufig zur Analyse von Forschungsarbeiten herangezogen. Die REM ist eine Methode, um Strukturen von Probenoberflächen im unteren Mikrometerbereich zu visualisieren. Hierbei wird ein Elektronenstrahl in einem bestimmten Muster über das ver-

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Abb. 2: Offene Dentin-Tubuli bei 10.000-facher Vergrößerung

Abb. 3: Hypermineralisierter Schmelz bei 12.000-facher Vergrößerung

Abb. 4: Probenoberfläche aus Titan bei 20.000-facher Vergrößerung

Abb. 5: Humane Zelle bei 5.000-facher Vergrößerung

Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) Mit der EDX-Methode können die Bestandteile eines Materials sehr genau bestimmt werden. So entsenden die durch einen Elektronenstrahl von bestimmter Energie angeregten Probenatome für das jeweilige Element spezifische Röntgenstrahlen, die Aufschluss über die Materialzusammensetzung geben.

Neben diesen Tätigkeiten werden in der Core Facility for Applied Physics, Laser and CAD/CAM Technology auch neue Forschungsgeräte, Testapparaturen und spezielle Sensoren entwickelt. Dies geschieht vorwiegend gemeinsam mit den anderen Arbeitsgruppen. Eine erwähnenswerte Entwicklung ist ein vollautomatisches Kausimulationsgerät. Dieses Gerät ermöglicht die 3D-Simulation des

menschlichen Unterkiefers und die sehr genaue Messung von verschiedenen Parametern wie Weg, Kraft und Dehnung.

Dieses Gerät wird demnächst bei den unterschiedlichsten klinischen Forschungsprojekten eingesetzt werden.

Der Einsatz von Lasergeräten nimmt an der Universitätszahnklinik Wien eine immer bedeutendere Rolle ein. Aus diesem Grund werden neben den bereits bekannten Behandlungseinsätzen auch Untersuchungen durchgeführt, wie zukünftig neue Anwendungen von verschiedenen Lasertypen (Wellenlängen) in der Zahnheilkunde eingesetzt werden können. Die Core Facility arbeitet bereits an diesen weiteren, interessanten Projekten: • •

• •

Untersuchungen an Zirkonoxid- und Titan-Implantaten Entwicklung einer speziellen Biegeapparatur für die Studierendenaufnahmestelle UV-Desinfektionsgerät für den medizinischen Einsatz Entwicklung einer Diamantdrahtsäge zur speziellen Probenherstellung •

Abb. 6: Die Probenbestandteile sind Eisen, Chrom und Aluminium.

Das Team Mag. Hassan Ali Shokoohi-Tabrizi, Leiter Core Facility Applied Physics, Laser and CAD/CAM Technology, Universitätszahnklinik Wien DDr. Markus Laky, Spezialambulanz für Laseranwendungen, Universitätszahnklinik Wien

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Wissenschaftliche Qualitätssicherung in der Zahnheilkunde

F

ür eine optimale Versorgung schadhafter Zähne sind Dentalmaterialien und ihre Verarbeitung ebenso wichtig wie das Können der Zahnärztin bzw. des Zahnarztes. Das Competence Center Dental Materials legt seine wissenschaftlichen Schwerpunkte auf die Entwicklung präklinischer Testverfahren und auf die wissenschaftliche Qualitätssicherung in der Zahnheilkunde.

posite verwendet. Vor allem aus der bis zu dreifachen Verarbeitungszeit von Komposit gegenüber Amalgam ergeben sich die höheren Kosten von Kompositfüllungen. Daher wurden von vielen Herstellern Kompositmaterialien mit reduzierter Verarbeitungszeit entwickelt. Folgende Strategien wurden angewendet, um dies zu erreichen: 1.1.1 Verarbeitung in größerer Schichtstärke Es wurden sogenannte Bulk-Fill-Materialien entwickelt, wobei die meisten dieser Materialien in 4 mm statt 2 mm Schichtstärke verarbeitet werden können. Das Forschungsteam hat bei den untersuchten Bulk-Fill-Materialien festgestellt, dass die Härte an der von der Lichtquelle entfernten Seite der 4-mm-Schichten mit in 2 mm Schichtstärke verarbeiteten herkömmlichen Kompositmaterialien vergleichbar ist (Abb.1).

1. Abschätzung des Risikos der PatientInnen durch Dentalmaterialien Ein Forschungsschwerpunkt des Competence Center Dental Materials ist die Entwicklung von präklinischen Testverfahren zur Abschätzung des Risikos der PatientInnen durch Dentalmaterialien.

Zytotoxizität, Zellproliferation und Zelldifferenzierung unter dem Einfluss von Dentalmaterialien werden hierbei untersucht. Mechanische Werkstofftestung und Ermittlung der Substanzabgabe von Dentalmaterialien ergänzen die biologischen Testverfahren. Diese präklinischen Evaluierungen können im Rahmen der Produktentwicklung und der Zulassung (CE-Kennzeichnung) neuer dentaler Werkstoffe eingesetzt werden.

Das Competence Center Dental Materials ist als Prüfstelle (ld. Nr. 231) gemäß Akkreditierungsgesetz akkreditiert und entspricht den Anforderungen der ÖVE/ ÖNORM EN ISO/IEC 17025.

1.1. Überprüfung der Qualität von neuen Dentalmaterialien am Beispiel „Zahnfarbene Kunststoffmaterialien (Komposite) mit reduzierter Verarbeitungszeit“ Obwohl Amalgam immer noch für direkte Füllungen im Seitenzahnbereich zur Verfügung steht, werden aufgrund verstärkter PatientInnenwünsche nach zahnfarbenen Füllungen zunehmend Kom-

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Abb. 1: Obere und untere Vickershärte für vier Kompositmaterialien (TEC – Tetric EvoCeram, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein; CXM – CeramX Mono, Dentsply Sirona, Bensheim, Deutschland; SDR – Smart Dental Resin, Dentsply Sirona; TEC-BF – Tetric EvoCeram Bulk Fill, Ivoclar Vivadent), für Gruppen von Probekörpern mit zunehmender Dicke (1–6 mm) hergestellt.

Die gestrichelten Linien beziehen sich auf die empfohlene maximale Dicke der Aushärtung (2 mm für herkömmliche Komposite [TEC, CXM], 4 mm für Bulk-Fill-Komposite [SDR und TECBF]). Quellenhinweis: Abbildung aus Sadeghyar A. et al. Limited reciprocity in curing efficiency of bulk-fill resin-composites. Dent Mater 2020 Aug; 36(8):997–1008. Die Versuchsanordnung ist in Sadeghyar et al. 2020 beschrieben.

1.1.2. Verkürzung der Lichthärtezeit Hier wurden sogenannte High-Power-Lichthärtelampen entwickelt mit dem Ziel, die Lichthärtezeit für Kompositmaterialien zu reduzieren. Die Untersuchung zeigte, dass die von den Herstellern empfohlenen Mindestbestrahlungszeiten mit HochleistungsHärtelampen nicht weiter reduziert werden können, obwohl die gleiche Energiedichte auf die Materialien angewendet wird.

Abb. 2a

Abb. 2b Abb. 2: Obere und untere Vickershärte für zwei Kompositmaterialien (X-BF, x-tra base - VOCO GmbH, Cuxhaven, Deutschland; V-BF, Venus Bulk Fill, Kulzer, Hanau, Deutschland)), für Gruppen von Probekörpern mit zunehmender Dicke (1–6 mm) hergestellt.

Abb. 2a: Die Lichthärtung erfolgte mittels Elipar S10 (1200 mW/cm2, 3M Oral Care, Seefeld Deutschland); Lichthärtezeiten nach Angaben der Hersteller.

Abb. 2b: Die Lichthärtung erfolgte mittels Bluephase 20i (2000 mW/cm2 Ivoclar Vivadent).

Lichthärtezeiten wurden entsprechend reduziert, sodass die gleiche Energiedichte zugeführt wurde.

Quellenhinweis: Abbildung aus Sadeghyar A. et al. Limited reciprocity in curing efficiency of bulk-fill resin-composites. Dent Mater 2020 Aug; 36(8):997–1008. Die Versuchsanordnung ist in Sadeghyar et al. 2020 beschrieben.

1.1.3. Verkürzung des Bondingprozesses Die klassischen Bondingsysteme erfordern drei Behandlungsschritte der Zahnhartsubstanz: Konditionieren von Schmelz und Dentin mittels 30–40%igen Phosphorsäuren, Applikation eines Primers und Applikation eines Bonders. Die Hersteller von Bondingsystemen haben die Behandlungsschritte reduziert mit dem Ziel, die Behandlungszeit für Kompositfüllungen zu reduzieren. Moderne Bondingsysteme erfordern oft nur mehr einen Behandlungsschritt.

Das Forschungsteam hat in einem Praktikum für Studierende die Haftkraft verschiedener Bondingsysteme untersucht (Abb. 3). Im Laufe der Jahre konnten bei den meisten getesteten Bondingsystemen höhere Haftwerte erzielt werden. Dies zeigt zweierlei: Die Techniksensitivität neuer bzw. weiterentwickelter Bondingsysteme hat abgenommen und die Einschulung der Studierenden in die richtige Anwendung der Bondingsysteme wurde optimiert.

Abb. 3: Scherhaftwerte (MPa) pro Jahr des StudentInnenkurses OBFL – Optibond FL, Kerr, Orange, USA OBAIO – Optibond All in One, Kerr XV – Dentsply Sirona XV+ – Dentsply Sirona OBXTR – Optibond XTR, Kerr SBU – Scotchbond Universal, 3M Oral Care XS – Xeno Select, Dentsply Sirona Abbildung aus: A. Franz, S. Lettner, D.C. Watts, A. Graf, A. Moritz and A. Schedle, Analysis of pre-test failures and bond-strengths of seven adhesive systems to bovine dentin.

A nine year novice/beginner operator study, Dent Mater. 34,1599-1609, 2018. Die Versuchsanordnung ist in Franz et al. 2018 beschrieben.

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2. Wissenschaftliche Qualitätssicherung in der Zahnheilkunde – von der Abformung zur fertigen technischen Restauration In wissenschaftlichen Versuchsanordnungen werden die einzelnen Arbeitsschritte von der Abformung bis zur fertigen technischen Restauration (inklusive Zementierung) untersucht mit dem Ziel, die Qualität und die Passgenauigkeit der Restaurationen zu optimieren. Die Passgenauigkeit von Restaurationen, die mit herkömmlichen Techniken gefertigt wurden, wird mit der Passgenauigkeit von mit CAD/CAM-Techniken gefertigten Restaurationen verglichen. Es werden aufgrund der Ergebnisse eigener Untersuchungen Workflows erarbeitet, welche mögliche Fehlerquellen minimieren und so die Passgenauigkeit und die Funktion der Restauration optimieren.

2.1. Beispiel: Zementieren von Zirkonversorgungen (z. B. Kronen) Die CAD/CAM-gefertigten Zirkonversorgungen haben in der modernen Zahnheilkunde die Vollmetallkeramik- und Goldversorgungen nahezu abgelöst.

Einer der zahlreichen Behandlungsschritte, der zum Langzeiterfolg der Zirkonrestaurationen beiträgt, ist das Zementieren. Das Forschungsteam hat ermittelt, welche Oberflächenbehandlung der Zirkonoberfläche zu den besten Haftwerten führt. Sandstrahlen mit Aluminiumoxid verbesserte die Haftwerte unabhängig von Korngröße und Druck bei der Anwendung (Abb. 4a). Aufgrund des in Özcan et al1. beschriebenen Risikos der Phasenumwandlung ist das Sandstrahlprotokoll mit 50 µm Korngröße und einem Luftdruck von 0,5 bar wahrscheinlich die beste Wahl. Ebenso verstärkte die Anwendung eines Zirkonprimers auch bei selbstadhäsiven Zementen die Haftkraft (Abb. 4b). •

Abb. 4a (Grafik oben): Scherhaftung (MPa) von Zirkoniumdioxid-Quadern, welche an Stahlzylinder gebondet wurden. Die Zirkoniumdioxid-Quader wurden mit Hotbond-zirconnect-Spray (HB) behandelt oder mit vier verschiedenen Protokollen hinsichtlich des angewandten Drucks und der Partikelgröße von Al2O3 sandgestrahlt. (Die Versuchsanordnung ist in Franz et al. 2021 beschrieben.)

Abb. 4b (Grafik unten): Scherhaftung (MPa) von Zirkoniumdioxid-Quadern, welche an Stahlzylinder gebondet wurden. Die Zirkoniumdioxid-Quader wurden mit vier verschiedenen Protokollen hinsichtlich des angewandten Drucks und der Partikelgröße von Al2O3 sandgestrahlt und mit oder ohne Zirkonprimer getestet. (Die Versuchsanordnung ist in Franz et al. 2021 beschrieben.)

Quellenhinweis: Abbildung aus: A. Franz, O. Winkler, S. Lettner, S. Öppinger, A. Hauser, M. Haidar, A. Moritz, D. C. Watts, A. Schedle. Optimizing the fitting-surface preparation of zirconia restorations for bonding to dentin. Dent Mater. 2021 Mar; 37(3):464–476.

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Ozcan M, Melo RM, Souza RO, Machado JP, Felipe Valandro L,Bottino MA. Effect of air-particle abrasion protocols on the biaxial flexural strength, surface characteristics and phasetransformation of zirconia after cyclic loading.

J Mech BehavBiomed Mater 2013;20:19–28.

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Der Autor Ao. Univ.-Prof. DDr. Andreas Schedle, Leiter des Competence Center for Dental Materials, Universitätszahnklinik Wien

Ein Labor an der Schnittstelle zwischen Klinik und Forschung Ein Fokus der Forschungsaufgaben an der Core Facility Hard Tissue and Biomaterial Research liegt auf klinisch relevanten Fragestellungen im Gebiet der Oralen Chirurgie.

Abb. 1: Im Karl-Donath-Labor, Core Facility Hard Tissue and Biomaterial Research, werden nach der Trenn-Dünnschliff-Methode nach Karl Donath2 100 µm dünne histologische Dünnschliffe hergestellt.

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er am Karl-Donath-Labor, Core Facility Hard Tissue and Biomaterial Research, an der Universitätszahnklinik Wien vorbeikommt, hört den Lärm von Sägen und Schleifmaschinen. Was auf den ersten Blick wie eine simple technische Werkstatt anmutet, die sich an eine Universität verirrt hat, ist tatsächlich ein hoch spezialisiertes Labor, in dem mit höchster Präzision mikrometerdünne histologische Präparate von mineralisierten Geweben (Knochen, Zähne) sowie integrierten Implantaten angefertigt werden (Abb. 1).

Ein wichtiger Fokus der Forschung liegt auf klinisch relevanten Fragestellungen im Gebiet der Oralen Chirurgie.

Ausgangsmaterial für Studien sind oft

Gewebe-Biopsien von PatientInnen, die histologisch aufbereitet die Basis für modernste histomorphometrische Auswertungsmethoden darstellen. Die Ergebnisse der Studien zum Einheilungsverhalten verschiedener Biomaterialien wie Knochenersatzmaterialien und Zahnimplantaten im Kieferknochen fließen wiederum direkt in die Behandlungspraxis der Klinik ein, um Behandlungen optimal an die individuellen Bedürfnisse der PatientInnen anzupassen. Die hier beschriebene Studie der ForscherInnengruppe zum Thema Sinus-Augmentation gibt Einblick in das Zusammenspiel von Klinik und Forschung:

Die Sinus-Augmentation – ein Standardverfahren zur Vergrößerung des knöchernen Implantatlagers Zahnverlust zieht stets einen Um- und Abbau des Kieferknochens, eine sogenannte Atrophie des ehemals zahntragenden Alveolarkamms, nach sich. Die Versorgung mit einem Zahnimplantat ist bei PatientInnen mit einer solchen Kieferatrophie jedoch nur eingeschränkt möglich, da eine unzureichende Höhe des Alveolarkamms einem Implantat keine ausreichende mechanische Stabilität bieten kann. Fortgeschrittene Kieferatrophie erfordert daher häufig einen vorhergehenden Knochenaufbau (Knochen-Augmentation) der betroffenen Kieferregion.

Im Oberkiefer werden dazu im Zuge

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eines chirurgischen Eingriffs, der sogenannten Sinus-Augmentation, Knochenersatzmaterial-Partikel in die Kieferhöhle (Sinus maxillaris) des Patienten bzw. der Patientin eingebracht. Der lokale patientInneneigene Knochen des Sinusbodens reagiert auf diesen Eingriff und wächst sukzessive in das augmentierte Areal ein, integriert die eingebrachten Partikel des Knochenersatzmaterials und schafft so ein vergrößertes Knochenvolumen, in das ein Zahnimplantat gesetzt werden kann.

Die Sinus-Augmentation zeigt in der Regel eine niedrige Komplikationsrate, dennoch gibt es PatientInnen, bei denen der Knochenzuwachs unter den Erwartungen bleibt. Grund dafür dürfte in einer verminderten Knochenregenerations-Kapazität liegen.

Gibt es Risikofaktoren, die die Einheilung des Augmentats beeinträchtigen?

In der Frakturheilung gelten neben PatientInnen mit systemischen Erkrankungen wie Osteoporose und Diabetes vor allem auch ältere PatientInnen, insbesondere Frauen fortgeschrittenen Alters, als gefährdet, Komplikationen bei der Knochenheilung zu erleiden. Ebenso scheinen regionale anatomische Gegebenheiten einen Einfluss auf die Frakturheilung zu haben. Ob diese Faktoren auch die Einheilung des Augmentats (Knochenersatz-Partikel) im gelifteten Sinus maxillaris negativ beeinflussen, wurde bislang kaum untersucht.

Eine Studie mit 210 Sinus-Biopsien Ausgehend von den in der Orthopädie bekannten Risikofaktoren für die Heilung von Knochendefekten war es das Ziel einer Studie des Labors, den Einfluss von steigendem Alter und Geschlecht der PatientInnen sowie der Region innerhalb des Oberkiefers auf den Augmentationserfolg wissenschaftlich zu evaluieren.1 Insgesamt 210 Sinus-Biopsien von 107 PatientInnen (66 Frauen, 41 Männer) im Alter von 25 bis 83 Jahren wurden dazu untersucht: Die kleinen zylindrischen Biopsien wurden sechs Monate nach der Sinus-Augmentation im Rahmen der klinischen Routinebehandlung an den Stellen entnommen, an denen im

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Anschluss die geplanten Implantate gesetzt wurden. Im Karl-Donath-Labor verarbeiten die ForscherInnen derartige Knochenbiopsien in einem sehr zeitintensiven Prozess zu etwa 100 µm dicken histologischen Dünnschliffen, welche dann gefärbt und mikroskopisch untersucht werden können. (2) Mittels moderner Computer-Software können basierend auf der gewebespezifischen Färbung Knochen, Knochenersatzmaterial und Weichgewebe voneinander unterschieden und so Knochenneubildung und Resorptionsverhalten der Augmentationsmaterialien quantifiziert werden (Histomorphometrie).

(Abb. 2)

Abb. 2: Sechs Monate nach erfolgter Sinus-Augmentation werden mittels Trepanbohrer kleine zylindrische Knochenbiopsien an den Stellen des Oberkiefers entnommen, an denen im Anschluss die geplanten Implantate gesetzt werden. Im Karl-Donath-Labor werden die Biopsien dann fixiert, entwässert und in Kunstharz eingebettet, ehe sie zu 100 µm dünnen histologischen Dünnschliffen (Donath, 1988) verarbeitet werden. Die gefärbten histologischen Schliffe sind die Grundlage für die histomorphometrische Auswertung. (© Reich, K. M., Huber, C. D., Heimel, P., Ulm, C., Redl, H., & Tangl, S. (2016). A quantification of regenerated bone tissue in human sinus biopsies: influences of anatomical region, age and sex. Clinical oral implants research, 27(5), 583–590.)

Abb. 3: MicroCT-Aufnahme durch den Sinus maxillaris eines bezahnten Individuums (A) und eines Individuums mit verlorenen Molaren (B). Die Höhe des Alveolarkamms ist im Bereich der fehlenden Molaren deutlich reduziert (Kieferatrophie) und muss durch Sinus-Augmentation wieder vergrößert werden.

In dieser Studie galt das Interesse insbesondere den beiden folgenden Fragen: 1. Welchen Einfluss haben das Alter und das Geschlecht der PatientInnen auf die Knochenneubildung im augmentierten Sinus maxillaris?

2. Und inwieweit beeinflusst die „Qualität“ des lokalen Restknochens die Knochenregeneration?

Gemessen wurden dazu einerseits die Höhe und das relative Volumen des lokalen Restknochens des Kieferkamms sowie das neu gebildete Knochenvolumen innerhalb des Augmentationsareals als Parameter für die Knochenregeneration.

(Abb. 3) Einfluss von Alter und Geschlecht Die Ergebnisse zeigten, dass die Menge an Knochenneubildung im augmentierten Sinus maxillaris (ein Maß für die Knochenregeneration) einen Zusammenhang mit dem Alter und Geschlecht der

PatientInnen aufweist. So wiesen Frauen mit zunehmendem Alter ein schwächeres Knochenregenerations-Potenzial auf als jüngere Patientinnen. Bei Männern konnte kein derartiger Alterseffekt beobachtet werden.

Die geringere Knochenneubildung bei älteren, weiblichen PatientInnen lässt sich vermutlich auf altersassoziierte Veränderungen im Knochenstoffwechsel zurückführen, die besonders bei Frauen mit zunehmendem Alter Osteopenie und Osteoporose zur Folge haben können.

Neben dem Alter und Geschlecht der PatientInnen haben auch die Kieferregion (Prämolar- versus Molar-Region) und die Dimensionen des lokalen Restknochens einen starken Einfluss auf die Knochenneubildung im Augmentat: In der Prämolar-Region ist die Knochenneubildung deutlich besser als in der Molaren-Region. Dieser Effekt steht in engem Zusammenhang zur „Qualität“ des lokalen Restknochens in der jeweiligen Kiefer-

region. Je größer die Höhe des lokalen Alveolarkamms (trifft vor allem auf die Prämolar-Region zu), desto mehr neuer Knochen wurde im Augmentat gebildet.

Bedeutung für die Praxis Was bedeuten diese Ergebnisse für die klinische Praxis? Angestrebt wird bei jeder Sinus-Augmentation stets ein möglichst großer Knochenzuwachs.

Eine größere Menge an neu gebildetem Knochen führt zu einem vergrößerten Implantatlager und bietet damit bessere mechanische Stabilität für folgende Zahnimplantate in dieser Kieferregion.

Für die zahnärztliche Praxis bedeuten die Ergebnisse dieser Studie, dass bei älteren PatientInnen sowie bei PatientInnen mit fortgeschrittener Kieferatrophie eher Komplikationen dabei zu erwarten sind, einen adäquaten Knochenzuwachs zu erreichen. Mit Augmentations-Strategien, die individuell an die Bedürfnisse der PatientInnen angepasst sind, kann alters-

Abb. 4: Lichtmikroskopische (A–F) und elektronenmikroskopische Aufnahme (G) histologischer Dünnschliffe von humanen SinusBiopsien, entnommen sechs Monate nach Sinus-Augmentation. (A) Dünnschliff entlang der Längsachse der Biopsie. (B–C, E–G) Vergrößerte Biopsie-Ausschnitte zeigen, wie Knochenersatz-Partikel in neu gebildeten Knochen integriert wurden und so ein vergrößertes, mechanisch stabiles Implantatlager bereiten. (D) zeigt Knochenersatzmaterial, das von fibrösem Gewebe umgeben und teilweise eingekapselt wurde. In diesem Fall konnte durch die Sinus-Augmentation nicht der gewünschte Knochenzuwachs erzielt werden. nB: new bone (neu gebildeter Knochen), BS: bone substitute (Knochenersatzmaterial), autB: autologous bone (autologer Knochen), oldB: old bone (alter lokaler Restknochen des Alveolarkamms), fibT: fibrous tissue (fibröses Gewebe). (© Reich, K. M., Huber, C. D., Heimel, P., Ulm, C., Redl, H., & Tangl, S. (2016). A quantification of regenerated bone tissue in human sinus biopsies: influences of anatomical region, age and sex. Clinical oral implants research, 27(5), 583–590.)

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und kieferregionsspezifischen Begebenheiten und Risiken entgegengewirkt werden. Dazu zählt neben der Art des chirurgischen Eingriffs vor allem auch die Wahl des Knochenersatzmaterials. PatientInneneigenes (autologes) KnochenTransplantat (meist intraoral während der Sinus-Augmentation gewonnen) weist eine Vielzahl von „Knochen“-Zellen und Wachstumsfaktoren auf, welche ihre Knochenaufbau fördernde Wirkung im augmentierten Sinus maxillaris unmittelbar entfalten können. Der bevorzugte Einsatz von autologem Knochen könnte aufgrund seiner sogenannten osteoinduktiven Eigenschaften zu einer verbesserten Knochenregeneration im augmentierten Sinus beitragen. Auch die Zugabe von Wachstumsfaktoren zu xenogenen oder synthetischen Knochenersatzmaterialien könnte die Knochenneubildung fördern und so den Behandlungserfolg bei RisikopatientInnen erhöhen.

Während im Karl-Donath-Labor schon an den nächsten Projekten gesägt, geschliffen und geforscht wird, wird einen Stock tiefer in der Ambulanz der Oralen Chirurgie nach dem neuesten Stand der Forschung augmentiert und implantiert.•

Literatur: 1 K. M. Reich, C. D. Huber, P. Heimel, C. Ulm, H. Redl, S. Tangl, A quantification of regenerated bone tissue in human sinus biopsies: influences of anatomical region, age and sex, Clin Oral Implants Res. 27 (2016) 583–590. https:// doi.org/10.1111/clr.12627.

2 K. Donath, Die Trenn-Dünnschliff-Technik zur Herstellung histologischer Präparate von nicht schneidbaren Geweben und Materialien, Der Präparator. 34 (1988) 197–206.

Die Autorin Mag. Dr.in Karoline Reich, Core Facility Hard Tissue and Biomaterial Research, Karl Donath Laboratory, Universitätszahnklinik Wien

Kunst trifft Medizin

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Klinikvorstand Univ.Prof.DDr. Andreas Moritz (li.) und Ao.Univ.-Prof.DDr. Erwin Jonke (re.) freuen sich über den gelungenen Start der „Color Drug Painting“-Werkschau der österreichischen Künstlerin Monika Kus-Picco in den Räumlichkeiten der Universitätszahnklinik Wien.

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ie 1973 in Wien geborene Künstlerin Monika KusPicco, Schülerin von Adolf Frohner und Hermann Nitsch, lebt und arbeitet in Wien und Rio de Janeiro.

Ihre einzigartigen Bilder sind derzeit in der Albertina in Wien, im Museum Angerlehner in Wels und auch in der Neue Sammlung Akademie-Galerie der Kunstakademie Düsseldorf zu sehen.

Elf der großformatigen, so genannten Medizinbilder der Künstlerin sind aktuell auch an der Universitätszahnklinik Wien zu bewundern. Monika KusPicco arbeitet in diesen Werken mit Substanzen der Pharmaindustrie und auch mit Produkten der Zahnmedizin, wie sie erzählt. Entscheidend für die „Color Drug Paintings“ ist dabei die Wahl der (abgelaufenen) Medikamente.

Aus ihnen gewinnt Monika KusPicco den Stoff für ihre Farben. Die Werkschau der Künstlerin ist an der Universitätszahnklinik bis Frühsommer 2022 zu sehen.•

Zahnreise: Von PatientInnen durch das Labor und wieder zurück Eine große Herausforderung in der modernen Zahnheilkunde ist die Wiederherstellung von gesundem, funktionellem und ästhetisch zufriedenstellendem parodontalen Gewebe.

O

rale Krankheiten wie Karies und Erkrankungen des Zahnhalteapparates (Parodont) sind weitverbreitet und können in schweren Fällen zu Zahnverlust führen. Die größte Herausforderung in der modernen Zahnheilkunde ist die Wiederherstellung von gesundem, funktionellem und ästhetisch zufriedenstellendem parodontalen Gewebe. Das Parodont ist ein komplexes Gewebe, das aus mehreren Hart- und Weichgeweben besteht; daher stellt die parodontale Regeneration eine große Herausforderung dar. Eine konservative Parodontaltherapie allein reicht oft nicht für die Gewebewiederherstellung und die parodontale Geweberegeneration ist ohne Anwendung neuartiger Ansätze des Tissue Engineerings, der Digitalisierung sowie der Nanotechnologie undenkbar.

Die Entwicklung neuer Methoden zur Zahnregeneration ist eine der Hauptaufgaben des Competence Center for Periodontal Research.

Fortschritte im oralen Tissue-Engineering Das moderne Tissue Engineering basiert auf drei Säulen: Zellen, Gerüste und bioaktive Moleküle. Im Labor werden die Zellen auf dem 3D-Gerüst gezüchtet, ihr Wachstum durch verschiedene Wachstumsfaktoren optimiert und schließlich wird diese Konstruktion in den Zahndefekt eingebracht. In den letzten Jahren wurden, dank kontinuierlicher und schneller Modifikationen des Gerüsts und der Entwicklungen in der Pharmakologie, Fortschritte im oralen TissueEngineering und in der regenerativen

Zahnheilkunde erzielt. Moderne 3D-gedruckte Gerüste, die mit Hightech-Nanotechnologien hergestellt werden, ahmen die Architektur des Zahns nach. Moderne pharmakologische Produkte unterstützen die Zahnregeneration optimal. Ohne „richtige Zellen“ sind diese Ansätze jedoch sinnlos. Und die besten Zellen für die Zahnregeneration könnten nur jene sein, die aus dem Zahn selbst gewonnen werden. Diese Zellen können aus den verschiedenen Geweben von dem-/ derselben PatientIn oder von anderen SpenderInnen erhalten werden. Danach werden die Zellen im Labor vermehrt und sollen in Zukunft anschließend für die Behandlung der PatientInnen verwendet werden. Zellen machen also die Reise vom/von der PatientIn über das Labor zu einer/einem PatientIn zurück.

Abb. 1: Zahnextraktion

Die Reise beginnt … … am PatientInnenstuhl. Dort erfolgt die schonende Entfernung des SpenderInnenzahns, der vom Patienten, von der Patientin nicht mehr benötigt wird (Abb. 1). In den meisten Fällen handelt es sich dabei um Weisheitszähne, die nicht vollständig durchbrechen können.

Aber auch andere Zähne, die aufgrund eines Engstands entfernt werden müssen, können als Spenderzähne herangezogen werden. Unmittelbar nach der Zahnentfernung wird der SpenderInnenzahn in ein steriles Gefäß mit einem speziellen Nährmedium platziert und umgehend ins Labor gebracht. Dort angekommen, wird der Zahn unter sterilen Bedingungen vorsichtig gewaschen, um etwaige Verun-

reinigungen zu beseitigen. Im Anschluss wird das am Zahn anhaftende Zahnfleisch mit einem Skalpell abgeschabt und die Gewebefragmente in einer Petrischale mit speziellem Nährmedium platziert. Die am SpenderInnenzahn haftende Wurzelhaut (parodontales Ligament) wird auf dieselbe Art und Weise entnommen und in eine gesonderte Petrischale transferiert (Abb. 2). Um das Zahnmark (Pulpa) aus dem Inneren des Zahnes zu erhalten, muss dieser mithilfe eines Hammers aufgebrochen werden.

Das Gewebe kann dann ebenfalls in eine Petrischale mit speziellem Nährmedium überführt werden. Damit die Zellen aus den Gewebefragmenten herauswachsen

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können, müssen nur noch die richtigen Bedingungen geschaffen werden: Wärme, Nahrung und Zeit. Die Gewebefragmente werden dafür für mehrere Wochen in Inkubatoren mit Körpertemperatur aufbewahrt und regelmäßig mit frischem Nährmedium versorgt. Mit etwas Geduld können dann unter dem Mikroskop zahlreiche kleine Zellen rund um die Gewebefragmente gesichtet werden.

Abb. 2: Auswachsende Zellen

Abb. 3: Zellwachstums-Analyse: Durchflusszytometrie

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Bestes Potenzial herausfiltern Nur aus starken Zellen kann funktionsfähiges und gesundes Zahngewebe hergestellt werden. Daher müssen für die weitere Reise jene Zellen herausgefiltert werden, die das beste Potenzial aufweisen. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Charakterisierung ist die Bestimmung des Ex-vivo-Proliferationspotenzials dieser Zellen. Dafür wird am Competence Center eine hoch spezialisierte Methode angewendet. Dabei wird das Innere der Zellen, das sogenannte Zytoplasma, mit dem Fluoreszenzfarbstoff Carboxyfluoresceinsuccinimidylester (CFSE) angefärbt. Nach einer bestimmten Zeit in Kultur wird die Intensität des Fluoreszenzfarbstoffes mittels Durchflusszytometrie auf Single-cell-Basis gemessen. Die Intensität des Fluoreszenzfarbstoffes, die sich mit jeder Zellteilung halbiert, gibt darüber Auskunft, wie oft sich eine bestimmte Zelle geteilt hat. Dies ermöglicht es, Aussagen darüber zu treffen, wie viele Zellgenerationen neben der Elterngeneration in einer bestimmten Zellpopulation vorhanden sind (Abb. 3). Das Besondere an der CFSE-Methode ist, dass die Zell-​ proliferation direkt evaluiert werden kann. Dadurch unterscheidet sie sich von den zahlreichen anderen Messmethoden, die auf der Bestimmung der metabolischen Aktivität der Zellen beruhen und somit nur indirekt auf das Proliferationsverhalten von Zellen rückschließen lassen. Mithilfe dieser Methode ist es uns möglich, ausschließlich Veränderungen im Proliferationsverhalten der isolierten Zellen zu detektieren, die bestimmten Faktoren, beispielsweise Wachstumsfaktoren, Vitamin D3, biologischen Materialien, Nanopartikeln, ausgesetzt sind.

Kultivierung der Zellen Nachdem überprüft wurde, ob wirklich die richtigen Zellen entstanden sind, können diese für die Kultivierung auf verschiedenen Gerüsten, Materialien und zur Herstellung von 3D-Gewebe weiterverwendet werden. Neben der Untersuchung verschiedener Zellfunktionen als Reaktion auf medizinisch relevante Substanzen oder Dentalmaterialien ist es wichtig herauszufinden, wo genau sich molekulare Schlüsselelemente für diese Reaktionen in den Zellen befinden. Eine wichtige Zellfunktion ist die Anhaftung der Weichgewebszellen an bestimmten Oberflächen – ein Prozess, der zum Beispiel in der Implantologie (Abb. 4) oder Parodontologie (Abb. 5) eine tragende Rolle spielt. Mithilfe der Fluoreszenzmikroskopie und Markierungen mit spezifischen Antikörpern ist es möglich, die Moleküle sichtbar zu machen, mit denen sich die Zellen an verschiedenen Oberflächen anhaften können. So kann man zum Beispiel beobachten, wie unterschiedlich stark diese Moleküle ausgebildet werden (grün leuchtend, Abb. 6), abhängig davon, auf welcher Oberfläche die Zellen kultiviert werden. Zur Orientierung werden zusätzlich der Zellkern (in Blau) und das Skelett der Zellen (in Rot) angefärbt. Dabei haften einzelne Zellen flach an einer Plastikoberfläche und haben somit nicht besonders viel mit dem PatientInnengewebe im Mund zu tun. Um die natürliche Umgebung im menschlichen Körper besser nachstellen zu können, werden Zellen, die aus dem PatientInnengewebe gewonnen werden, in dreidimensionalen Kulturen gezüchtet. Die dreidimensionalen Mikrogewebe ähneln in ihrer Struktur mehr dem Originalgewebe der PatientInnen und können ebenfalls mit vielen modernen Methoden untersucht werden. Auch in oralen Mikrogeweben ist es möglich, Prozesse wie die Zellanhaftung zu untersuchen (Abb. 7). Dabei wird zum Beispiel in der Fluoreszenzmikroskopie ersichtlich, dass die Moleküle, die für die Zellanhaftung an Oberflächen verantwortlich sind, auf verschiedenen Oberflächen, wie beispielsweise Zellkulturplatten, Kollagenmembranen oder Knochenersatz, unterschiedlich produ-

Abb. 4: Zelle auf einem modernen keramischen Implantat auf einem Elektronenmikroskopie-Foto (Fotocredit: Mag. Hassan Shokoohi)

Abb. 6: Zellmorphologie Analyse: Fluoreszenzmikroskopie

später sogar als personalisiertes Transplantat in den Patienten bzw. in die Patientin eingesetzt werden können.

Abb. 5: Zellen auf Kollagenmembranen mit Nanostrukturen auf einem Elektronenmikroskopie-Foto (Fotocredit: Mag. Hassan Shokoohi)

ziert werden. Abgesehen davon sieht man starke Unterschiede im Zellverhalten, je nachdem, ob die Zellen zweioder dreidimensional kultiviert werden.

Die zugrunde liegenden Mechanismen gilt es jedoch noch zu klären. In Zukunft sollen solche 3D-Mikrogewebe noch komplexer gestaltet werden, sodass diese als patientInnenähnliche Referenz für Tests im Labor verwendet werden oder

Zusammenarbeit mit der Core Facility of Morphology Um zu überprüfen, ob die erhaltenen 3D-Strukturen dem Zahngewebe ähnlich sind, müssen sie mit verschiedenen histologischen Methoden weiter untersucht werden. Diese Arbeit erfolgt in Zusammenarbeit mit der „Core Facility of Morphology“, welche sich primär mit der Histologie von Weichgewebe befasst.

Durch Einbettung von Gewebestücken in Paraffin wird es möglich, µm-dünne Schnitte zu erzeugen und besondere Strukturen oder Inhalte des Gewebes mittels histochemischer oder immunhistochemischer Färbemethoden sichtbar zu machen. Diese Methode ist in der Forschung unerlässlich und ermöglicht eine visuelle Darstellung der Ergebnisse. Auf diese Weise ist es möglich, einen Blick in das Innere von 3D-Mikrogeweben zu werfen. Man sieht zum Beispiel in einer Hämatoxylin-Eosin-Färbung eines

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Abb. 8: Histologische Analyse von 3D-Mikrogeweben (Fotocredit: Dr.in Klara Janjic)

Zahnfleisch-Mikrogewebes auf einer Kollagenmembran (Abb. 8) die Form und Verteilung der Zellen anhand der violett gefärbten Zellkerne sowie die Anordnung der umgebenden extrazellulären Matrix in Rosa.

Abb. 7: 3D-Modelle: Prototypen von Zahngewebe

Schwieriger letzter Schritt Die Reise der Zellen geht bald zu Ende und es bleibt nur noch der letzte Schritt: die Implantation von zellbesiedelten Biomaterialien und 3D-Mikrogewebe in den

Patienten bzw. in die Patientin. Dieser letzte Schritt ist jedoch der schwierigste und es ist hier sehr wichtig, Fehler zu vermeiden. Es gibt noch viel Arbeit, um die zellbasierte Therapie in den Klinikalltag zu implementieren. Daher arbeitet das Forschungsteam am Competence Center Periodontal Research intensiv mit ZahnärztInnen zusammen, um diese Abläufe für die PatientInnen sicher zu machen … und ihnen ein schönes Lächeln und gesunde Zähne zu geben. •

Der Autor Assoz.-Prof. Priv.-Doz. Dr. Oleh Andrukhov, Leiter Competence Center Periodontal Research, Medizinische Universität Wien

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Jung-Forscherinnen an der Universitätszahnklinik Wien Weibliche Vorbilder sind ein wichtiges Mittel, um die Gleichstellung der Geschlechter in leitenden Positionen in der Wissenschaft zu fördern.

Jila Nasirzade (li.) und Zahra Kargarpour (re.) zählen bereits jetzt zu den erfolgreichsten Forscherinnen an der Universitätszahnklinik Wien.

Z

ahra Kargarpour und Jila Nasirzade (Kurzportrait zu den beide Forscherinnen auf Seite 20) haben in ihrer Doktorarbeit Großes geleistet und sind bereits jetzt Vorbilder für junge Kolleginnen, die an den Universitäten in Führungspositionen tätig sein werden. Zahra Kargarpour und Jila Nasirzade begannen ihre wissenschaftliche Tätigkeit im Bereich der Oralen Biologie an der Universitätszahnklinik Wien in der Forschungsgruppe um Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Reinhard Gruber. Der Schwerpunkt der Forschung von Zahra Kargarpour, BSc. MSc. liegt in der Aufklärung der biologischen Aktivität von Platelet-Rich Fibrin (PRF), ein aus Blut durch Zentrifugation hergestelltes

Präparat zur Förderung der Regeneration oraler Gewebe. Jila Nasirzade, BSc. MSc. beschäftigte sich in ihrer Forschung mit der Charakterisierung von Dentin, das als Alternative zu Eigenknochen zum Gewebeaufbau eingesetzt wird. Weiters engagierten sie sich in der Lehre als CoBetreuerinnen im Rahmen von Diplomarbeiten.

Zahra Kargarpour hat bislang sechs Arbeiten als Erstautorin in renommierten Zeitschriften veröffentlicht. Jila Nasirzade kann ebenfalls auf sechs Arbeiten als Erstautorin verweisen. Beide Forscherinnen haben zudem bei weiteren Projekten mitgearbeitet und durch die daraus entstan-

denen Publikationen ihre herausragende Leistung unterstrichen. Finanzielle Unterstützung wurde durch den Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) und die Osteology Foundation bereitgestellt. Zahra Kargarpour und Jila Nasirzade sind langjährige Kolleginnen, die stets als Team gearbeitet haben und ihre wissenschaftliche Vision teilen. Sie führen ihre erfolgreiche wissenschaftliche Karriere fort und haben bereits konkrete Positionen an renommierten Universitäten, also Postdocs in Aussicht. Sie bereiten sich als Postdoc damit auf eine zukünftige Bewerbung auf eine Professur vor und forcieren hierdurch den Anteil von Frauen in den Spitzenpositionen der Wissenschaft.

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Jila Nasirzade

Zahra Kargarpour Zahra Kargarpour erlangte einen Bachelor-Abschluss in Molekularer Genetik an der Universität von Isfahan und erwarb im Anschluss einen Mastertitel in Biochemie an der TarbiatModares-Universität in Teheran. Zudem war sie Leiterin der Qualitätskontrolle der Firma Nova Teb Pars in Teheran. Im Jahr 2019 begann sie das Doktoratsprogramm „Musculoskeletal and Dental Research" an der Medizinischen Universität Wien und war im Team der Oralen Biologie, Universitätszahnklinik Wien, eingebunden. Ihre Dissertation ist bereits zur Verteidigung ausgeschrieben.

Jila Nasirzade hat einen Bachelor-Abschluss in Pflanzenbiologie von der Tarbiat-Moalem-Universität in Teheran. Sie setzte ihre Ausbildung auf dem Gebiet der Biochemie fort und schloss mit einem Master of Science in Biochemie an der Universität Guilan im Iran ab. Sie arbeitete als Forschungsassistentin in der Nova Teb Pars Holding in Teheran.

Im Jahr 2019 begann sie ihr Doktoratsstudium im Programm „Musculoskeletal and Dental Research“ an der Medizinischen Universität Wien und ist seither auch im Team der Oralen Biologie der Universitätszahnklinik Wien. Sie verstärkt seit November als Postdocin das Team von Univ.-Prof.in Elena Pohl an der Veterinärmedizinischen Universität Wien.

Competence Center Oral Biology Das Competence Center Oral Biology engagiert sich gemäß dem Motto „Lehre durch Forschung“ in der zahnärztlichen Wissenschaft und Ausbildung.

D

ie Arbeit des Competence Centers erfolgt in einem interdisziplinären Team mit nationalen und internationalen Kooperationen unter Integration von Universitäten und Industrie. Das Labor verwendet grundlegende zellbiologische Methoden, präklinische Modelle und klinische Studien zur Entwicklung kausaler therapeutischer Strategien in der regenerativen Zahnmedizin. Die aktuellen Projekte von Zahra Kargarpour und Jila Nasirzade beschäftigen sich u. a. damit, die klinische Anwendung von plättchenreichem Fibrin (PRF) und die Transplantation von Dentin auf zellulärer Ebene besser zu verstehen. Zudem wird die mögliche Anwendung von Milch zur Behandlung oraler Entzündungen untersucht. Das

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Forschungsinteresse liegt grundsätzlich darin, die molekularen und zellulären Mechanismen der oralen Wundheilung und Knochenregeneration bei gesunden wie kranken PatientInnen zu verstehen.

Weiters wird an der Einheilung von Zahnimplantaten und von Biomaterialien geforscht. Das Competence Center Oral

Biology ist eines der Zentren für Stipendiaten der Osteology Foundation und ein Ausbildungszentrum für DoktorandInnen und internationale Forschungsgäste sowie eine Drehscheibe für die interdisziplinäre klinische Forschung. •

Der Autor Univ.-Prof. Dr. Reinhard Gruber, Professor für Orale Biologie und Leiter Competence Center Oral Biology, Universitätszahnklinik Wien

Foto: © MedUni Wien/Kawka

Operation mit neuem Hightech-Roboter An der Universitätsklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten von MedUni Wien und AKH Wien wurde eine der ersten Operationen weltweit mit einer neuen Roboter-Technologie durchgeführt.

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obotische Operationsverfahren sind seit einigen Jahren ein fester Bestandteil in der Chirurgie. Operationsroboter agieren dabei als verlängerter Arm der ChirurgInnen und übersetzen ihre Bewegungen auf engstem Raum. In Verbindung mit modernen Bildgebungsverfahren werden dadurch minimalinvasive Eingriffe, auch Schlüsselloch-Chirurgie genannt, möglich. An der Universitätsklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten wurde nun eine der ersten Operationen weltweit mit einer neuen Technologie erfolgreich durchgeführt, die einen zweifachen Quantensprung bedeutet: Die neue Technologie arbeitet ohne manuelle Steuerung von ChirurgInnen vollautomatisch und ist mit einem hochpräzisen Navigationssystem mit so geringer Schwankungsbreite ausgestattet, dass bei einem Eingriff auf engstem Raum wie der Cochlea-Implantat-Operation ein minimalinvasiver Eingriff möglich wird. „Diese neue Technologie ist vergleichbar mit dem Autopiloten im Flugzeug. Wie der Autopilot arbeitet der Roboter mit einem exakten Navigationssystem, in das

alle Informationen über die Hörschnecke, in die das Cochlea-Implantat eingesetzt wird, und die Position des Gesichts- und Geschmacksnervs eingespeist werden.

Die Chirurgin oder der Chirurg steuert bei dieser neuen Technologie nicht mehr manuell. Der Roboter wird gestartet und arbeitet dann ohne händische Steuerung“, erklärt Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Gstöttner von der Universitätsklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, unter dessen Leitung die Cochlea-Implantat-Operation durchgeführt wurde.

Ganz ohne SpezialistInnen kann das Hightech-System aber noch nicht arbeiten. Teil der Technologie ist ein transportables intraoperatives CT-Gerät. Bevor der OP-Roboter startet, wird mit diesem Gerät, in das die SpezialistInnen mit einer eigenen Software genau einzeichnen, wo die Hörschnecke und die umliegenden Nerven liegen, eine Computer-Tomographie (CT) gemacht. Auf Basis dieser Daten erstellt das Hightech-Gerät ein 3D-Modell und berechnet, ob der Roboter einen passenden Winkel für den Zugang in die

Hörschnecke setzen kann, ohne Arterien und Nerven zu treffen. Erst wenn diese Berechnung positiv ist, kann der Roboter mit dem eigentlichen Eingriff starten.

Mehrstufige Kontrolle während der Operation Der Zugang wird stufenweise gebohrt und zwischen den einzelnen Bohrvorgängen kontrolliert das System den Winkel des Kanals. Besonders genaue Messungen sind für die Stelle, bei der am Gesichtsnerv vorbeigebohrt wird, vorgesehen. Hier arbeiten die SpezialistInnen mit und setzen die Elektroden für die Überwachung bei der Patientin oder dem Patienten.

Sollte ein Wert nicht eindeutig positiv sein, bricht der Roboter den Bohrvorgang automatisch ab.

Die Roboter-Technologie „HEARO“ wurde vom Schweizer Medizintechnikunternehmen CASCINATION entwickelt und wird gemeinsam mit dem Innsbrucker Medizintechnikunternehmen MED-EL betrieben.•

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Impfpionier Christoph Huber wird Berater der MedUni Wien Um für wichtige strategische Zukunftsthemen auch einen Blick von außen zu erhalten, wird das Rektorat der MedUni Wien von einem sechsköpfigen Gremium,

Foto: © BioNTech

dem Scientific Advisory Board, beraten.

Christoph Huber, Mitbegründer BioNTech

Neu im Board ist seit 20. Oktober 2021 auch BioNTech-Mitbegründer Prof.

Dr. Christoph Huber, der beachtliche medizinische Erfolge verzeichnen kann: In Innsbruck baute er ein Stammzelltransplantations- und Immuntherapie-Programm auf, in Mainz ein international führendes Zentrum für Immun-Onkologie und Stammzelltransplantation. Gemeinsam mit Uğur Şahin und Özlem Türeci gründete er 2001 das Unternehmen Ganymed, das monoklonale Antikörper gegen Tumorantigene entwickelt, 2008 BioNTech, das unter anderem genetisch modifizierte Abwehrzellen, mRNA-kodierte Antikörper und mRNA-Impfungen erforscht und den ersten zugelassenen Covid-19Impfstoff hervorgebracht hat, sowie

2010 das gemeinnützige translationale Onkologie-Institut TRON. „Je weiter die Genanalytik voranschreitet, desto besser verstehen wir die Einzigartigkeit von Menschen und ihren Krankheiten.

Dadurch sind wir in der Lage, im Rahmen der Präzisionsmedizin individuelle und zielgerichtete Therapien zu entwickeln“, so Huber anlässlich seiner Berufung: „Die MedUni Wien errichtet in den nächsten Jahren zukunftsweisende Zentren für Präzisionsmedizin und translationale Medizin. Ich freue mich sehr, dass ich mit meinen Erfahrungen dazu beitragen darf, dass die MedUni Wien eine internationale Vorreiterrolle auf dem Gebiet der Präzisionsmedizin einnehmen wird.“•

49 Laufteams, 28 SponsorInnen und KooperationspartnerInnen und insgesamt rund 2.000 LäuferInnen unterstützten auch 2021 die Krebsforschung an der Medizinischen Universität Wien. So konnte im Oktober, beim 15. Krebsforschungslauf, ein neuer Spendenrekord in Höhe von über 230.000 Euro erlaufen werden. Bereits im Vorjahr wurde der Charity-Lauf der MedUni Wien nicht, wie in den vorherigen Jahren üblich, im Alten AKH in Wien, sondern coronabedingt als Distant Run abgehalten, wodurch LäuferInnen in ganz Österreich mitmachen konnten. Durch die eingenommenen Spenden werden jährlich zehn Forschungsprojekte zum Thema Krebs ermöglicht bzw. gestartet.•

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Foto: © MedUni Wien

Rekord-Spendensumme bei Krebsforschungslauf

Radeln für den guten Zweck

Team der MedUni Wien sammelt Aufmerksamkeit und Spenden für die Erforschung der seltenen Krankheit Amyotrophe Lateralsklerose (ALS).

Priv.-Doz. Dr. Hakan Cetin, PhD, Neurologe der MedUni Wien, unterstützt gemeinsam mit seinen KollegInnen von der Ambulanz für Neuromuskuläre Erkrankungen der Universitätsklinik für Neurologie der MedUni Wien das Anliegen des 75-jährigen ALS-Betroffenen Michael Gradwell.

Dieser startete Anfang September die Aktion „Neurobike“, eine 2.840 Kilometer lange Radtour die Donau entlang bis zum

Schwarzen Meer, um Aufmerksamkeit für ALS zu schaffen und Spendengelder für Forschungsprojekte zu generieren. In Wien war der gebürtige Ire zu Besuch bei Hakan Cetin im AKH Wien. Dort werden aktuell knapp 100 ALS-PatientInnen betreut. Zusammen mit anderen KollegInnen der Universitätsklinik für Neurologie radelte Cetin ein Stück des Weges gemeinsam mit Michael Gradwell.•

Gut zu wissen Universitätszahnklinik Wien, Sensengasse 2a, 1090 Wien ANFAHRT: Öffentliche Verkehrsmittel • 37/38/40/41/42 von Schottentor – Haltestelle: Schwarzspanierstraße • 40/41/42 von Währinger Straße – Volksoper – Haltestelle: Sensengasse • 5/33 Haltestelle: Lazarettgasse • 43/44 Haltestelle: Lange Gasse (kurzer Fußmarsch durch das Alte AKH) Mit dem Auto Gebührenpflichtige BOE-Parkgarage in der Sensengasse 3. Beachten Sie die Kurzparkzone im gesamten 9. Bezirk!

KONTAKTE: Zentrale Aufnahme Tel.: +43 1/400 70-2000 E-Mail: aufnahme-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at Notambulanz mit Traumaversorgung Tel.: +43 1/400 70-2023 E-Mail: notfallambulanz-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at KLINISCHE FACHBEREICHE: • Unit – Zahnärztliche Ausbildung • Unit 1: Tel.: +43 1/400 70, DW: 2111, 2112, 2113 • Unit 2: Tel.: +43 1/400 70, DW: 2114, 2115, 2116 • CCUnit: Tel.: +43 1/400 70-2117 • Kieferorthopädie Tel.: +43 1/400 70-4321 Tel.: +43 1/400 70-4301 E-Mail: kfo-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at • Kinderzahnheilkunde Tel.: +43 1/400 70-2820 Tel.: +43 1/400 70-2825 E-Mail: kinder-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at

• Orale Chirurgie Tel.: +43 1/400 70-4121 Tel.: +43 1/400 70-4101 E-Mail: oralechirurgie-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at • Parodontologische Ambulanzen Tel.: +43 1/400 70-4720 E-Mail: parodontologie-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at • Prophylaxe-Center Tel.: +43 1/400 70-4725 E-Mail: prophylaxecenter unizahnklinik@meduniwien.ac.at • Prothetik Tel.: +43 1/400 70-4930 E-Mail: prothetik-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at • Radiologie Tel.: +43 1/400 70-2420 E-Mail: radiologie-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at • Zahnerhaltung und Parodontologie Tel.: +43 1/400 70-4720 E-Mail: zahnerhaltung-unizahnklinik@ meduniwien.ac.at SPEZIALAMBULANZEN: • Spezialambulanz Aplasie Tel.: +43 1/400 70-4121 • Spezialambulanz Ästhetische Zahnheilkunde Tel.: +43 1/400 70-2148 • Spezialambulanz Bleaching Tel.: +43 1/400 70-21160 • Spezialambulanz Bulimie Tel.: +43 1/400 70-49350

• Spezialambulanz Digitale Zahnheilkunde Tel.: +43 1/400 70-2323 • Spezialambulanz Endodontie Tel.: +43 1/400 70-2145 • Spezialambulanz Funktionsstörungen Tel.: +43 1/400 70-4930 • Spezialambulanz Implantologie Tel.: +43 1/400 70-4121 • Spezialambulanz Laserzahnheilkunde Tel.: +43 1/400 70-2323 • Spezialambulanz Mikroskopische Zahnheilkunde Tel.: +43 1/400 70-4540 • Spezialambulanz Mineralisationsstörungen Tel.: +43 1/400 70-2825 • Spezialambulanz Mundschleimhauterkrankungen Tel.: +43 1/400 70-4121 • Spezialambulanz Parodontalchirurgie Tel.: +43 1/400 70-4720 • Spezialambulanz Zahntraumatologie Tel.: +43 1/400 70-4121 ÖFFNUNGSZEITEN: Immer nach Terminvereinbarung!

• Zentrale Aufnahme: Mo.–Fr., 7.30–13 Uhr • Notambulanz mit Traumaversorgung: Mo.–So., 8–13 Uhr • Kieferorthopädie: Mo.–Do., 8–17 Uhr, Fr., 8–12 Uhr nach Terminvereinbarung

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