Julius Wolff Institut (JWI) - Center for Musculoskeletal Biomechanics and Regeneration 

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Computergestützte Mechanobiologie

Die Gewebe des Bewegungsapparates sind exquisit designed und verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften. Die Gewebe sind auch in der Lage, sich an wechselnde mechanische Bedingungen anzupassen. Die Gruppe Computational Mechanobiology konzentriert sich darauf, diese beiden spannenden Aspekte zu verstehen. Mit Hilfe von Computermodellierungstechniken versuchen wir, das mechanische Verhalten von Geweben und ihre adaptive und regenerative Reaktion auf mechanische Reize in den verschiedenen Zeit- und Längenskalen zu verstehen.

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Mechanische Regulierung der Knochenheilung

Obwohl der Knochen in der Lage ist, sich selbst zu reparieren, ist seine Regenerationsfähigkeit in vielen Situationen beeinträchtigt, was zu Verzögerungen oder ausbleiben der Heilung führt. Es ist bekannt, dass der Heilungsprozess von vielen Faktoren beeinflusst wird; unter ihnen haben sich mechanische Signale als grundlegend erwiesen. In der Gruppe Computergestütze Mechanobiologie sind wir daran interessiert, die mechanischen "Regeln" zu verstehen, die die Knochenregenerationsprozesse antreiben. Wir entwickeln Computermodelle zur Simulation der mechanischen Regulation der Zellaktivität und ihrer Folgen auf Gewebeebene.

Von links nach rechts: Histologisches Bild mit neu gebildetem Knochen (hellschwarz) innerhalb der Kallus einer extern stabilisierten Osteotomie beim Schaf. Mechanische Dehnungen im Kallusbereich unmittelbar nach dem Bruch (rot: hohe Dehnungen; blau: niedrige Dehnungen). Diagramm, das den Ursprung der Zellen in einem Computermodell des Knochenheilungsprozesses zeigt. Vorhersage der Knochengewebsbildung innerhalb der Hornhaut im Schafosteotomiemodell nach zweiwöchiger Heilung.

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