Forschungsschwerpunkte

Kieferorthopädie

Direktorin:
Prof. Dr. med. dent. Lina Gölz

Schwerpunkte

Die Schwerpunkte unserer Forschungsaktivitäten fügen sich lückenlos in die von der medizinischen Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg definierten Forschungsschwerpunkte ein.

MRT in der kieferorthopädischen Diagnostik

Seit mehreren Jahren forscht unsere Abteilung intensiv an der Anwendung der dreidimensionalen Diagnostik in der Kieferorthopädie. Die herkömmliche Technologie – die Computertomographie (CT) – ist mittlerweile ein gut untersuchter und etablierter Goldstandard geworden. Trotz exzellenter Genauigkeit und guter Bildqualität wird der Patient bei jeder CT-Aufnahme einer Strahlenbelastung ausgesetzt. Im Gegensatz dazu bietet die Magnetresonanztomographie (MRT) die Möglichkeit einer strahlungsfreien dreidimensionalen Bildgebung an. Daher beschäftigt sich unsere Arbeitsgruppe in Kooperation mit dem Fraunhofer Institut in Würzburg und der Radiologie des UK Erlangen mit der Entwicklung neuartiger MRT-Sequenzen mit ultra-kurzen Echozeiten, die die Darstellung der Hartgewebe – wie Zähne und Knochen – möglich machen. Ziel ist die Entwicklung einer Plattform zur Überprüfung der Anwendbarkeit von dreidimensionalen, magnetresonanztomographischen Aufnahmen zur Beantwortung von kieferorthopädischen Fragestellungen entsprechend der Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Kieferorthopädie (DGKFO) zur Indikation von 3D-Aufnahmen und die Einordnung der Qualität dieser MRT-Aufnahmen im Kontext einer alternativen Bildgebung durch DVT-, CT- und industrielle CT-Geräte. Außerdem werden Analysemethoden erarbeitet, die die Anwendung etablierter kephalometrischer Auswertung für zweidimensionale Aufnahmen im dreidimensionalen MRT-Datensatz ermöglichen. Langfristiges Ziel dieses Projektes ist der Ersatz der routinemäßigen kieferorthopädischen Röntgenaufnahmen durch strahlungsfreie MRT-Aufnahmen.

 

Werkstoffkundliche Untersuchungen kieferorthopädischer Materialien

Ein weiterer Forschungsbereich sind werkstoffkundliche Untersuchungen kieferorthopädischer Materialien und deren Biokompatibilität bzw. die Herstellung antibakteriell wirksamer Materialien für den kieferorthopädischen Anwendungsbereich in Kooperation mit der TU München. Langfristig soll z.B. durch Anwendung dieser Materialien als „Bracketbefestigungsmaterial“ die Anzahl und Größe der entmineralisierten Bereiche nach Entfernung festsitzender Multibracketapparaturen reduziert werden, um nachfolgend das Kariesrisiko für Patienten zu minimieren.

 

Erfassung der Lebensqualität von Müttern eines Kindes mit LKG-Spalte

Im Rahmen der Babybehandlung führen wir eine Studie zur Erfassung der Lebensqualität von Müttern eines Kindes mit LKG-Spalte durch, an der insgesamt zwölf Universitätskliniken beteiligt sind. Ziel der Studie ist die prospektive Einschätzung der mütterlichen Lebensqualität, des Kohärenzgefühls und der sozialen Unterstützung nach der Geburt eines Kindes mit LKG-Spalte. Der zu erfassende Zeitraum des ersten Lebensjahres stellt für die betroffenen Eltern eine enorme Belastung dar. Um Änderungen der mütterlichen Lebensqualität zu erfassen, werden die Daten zu drei verschiedenen Messzeitpunkten erhoben. Als Kontrollgruppe werden Mütter befragt, die ein gesundes Kind zur Welt gebracht haben. Die gesammelten Daten werden zur Analyse des Behandlungsablaufes und möglicher Defizite, sowie zur Einschätzung der Versorgungssituation der betroffenen Mütter herangezogen.

 

Identifizierung genetischer Risikovarianten durch molekulargenetische Untersuchungen

Um genetische Risikofaktoren für die Entstehung von LKG-Spalten zu identifizieren, werden DNA-Proben von Betroffenen und deren Familienangehörigen untersucht und die Ergebnisse mit Daten aus Kontrollgruppen verglichen. Dabei kommen in Kooperation mit den Instituten für Humangenetik des UK Erlangen und des UK Bonn Methoden des Next Generation Sequencing zum Einsatz. Ziel ist dabei das Auffinden von (ggf. vererbten) Änderungen in der DNA-Sequenz in Patienten, die zum Auftreten der Fehlbildung führten. Die so identifizierten chromosomalen Regionen dienen als Ausgangspunkte für die Identifizierung und Charakterisierung verantwortlicher Gene, die anschließend eingehend analysiert werden sollen, z.B. bezüglich ihrer biologischen Funktion und der dadurch möglichen Verursachung des Krankheitsbildes. Wir analysieren ebenfalls auslösende genetische Loci für kraniofaziale Dysgnathien, dentale Nichtanlagen (Hypo- bzw. Oligodontien) und zukünftig für die Molaren-Inzisiven-Hypomineralisation.

In weitergehenden molekulargenetischen Untersuchungen wollen wir Genvarianten identifizieren, die zur Entstehung und Progredienz von Parodontitis beitragen. Der Einfluss einer erblichen Komponente wird hierbei auf 33 bis 50% geschätzt, wobei erst wenige Risikovarianten entdeckt wurden. Um weitere Genvarianten zu identifizieren, die mit einer erhöhten Anfälligkeit für Parodontitis einhergehen, führen wir expression quantitative trait locus (eQTL)-Analysen durch. Mit dieser innovativen Methode können Veränderungen im Transkriptom von mit parodontalen Virulenzfaktoren stimulierten Immunzellen identifiziert und auf bestimmte Genvarianten zurückgeführt werden. Ebenso beschäftigen wir uns mit der Entstehung von Atherosklerose und von Allergien gegen Metalle wie Nickel. Für diese eQTL-Analysen kooperieren wir mit dem Institut für Humangenetik und dem Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie des UK Bonn sowie mit der Klinik für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie des UK Heidelberg und dem Zentrum für Humangenetik des UK Marburg.

Im günstigen Fall ergeben sich aus unseren Untersuchungen neue diagnostische Möglichkeiten, wodurch sich im Sinne einer personalisierten Medizin geeignete Behandlungsmaßnahmen ableiten lassen. Die gewonnenen Erkenntnisse können auch die Entwicklung neuer Medikamente und Präventionsmaßnahmen unterstützen.

 

Mechanismen der durch Zahnspangen vermittelten Immuntoleranz gegen Nickel

In einem zellbiologischen Projekt beschäftigen wir uns mit den Ergebnissen unserer Meta-Analyse, wonach eine kieferorthopädische Behandlung die Inzidenz der Nickelallergie signifikant reduziert und somit einen protektiven Effekt zu haben scheint. Wir wollen die molekularen Mechanismen dieser oralen Toleranzinduktion aufklären, insbesondere inwiefern gingivale dendritische Zellen und Gewebsfibroblasten der oralen Schleimhaut zur Ausbildung der Immuntoleranz beitragen. Dies könnte sich möglicherweise ganz allgemein zur Bekämpfung von Allergien nutzen lassen.