@article{SulimanMustafaKruegeretal.2016,
  author    = {Suliman, Salwa and Mustafa, Kamal and Krueger, Anke and Steinm{\"u}ller-Nethl, Doris and Finne-Wistrand, Anna and Osdal, Tereza and Hamza, Amani O. and Sun, Yang and Parajuli, Himalaya and Waag, Thilo and Nickel, Joachim and Johannessen, Anne Christine and McCormack, Emmet and Costea, Daniela Elena},
  title     = {Nanodiamond modified copolymer scaffolds affects tumour progression of early neoplastic oral keratinocytes},
  series = {Biomaterials},
  volume    = {95},
  journal   = {Biomaterials},
  doi       = {10.1016/j.biomaterials.2016.04.002},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-188287},
  pages     = {11-21},
  year      = {2016},
  abstract  = {This study aimed to evaluate the tumorigenic potential of functionalising poly(LLA-co-CL) scaffolds. The copolymer scaffolds were functionalised with nanodiamonds (nDP) or with nDP and physisorbed BMP-2 (nDP-PHY) to enhance osteoinductivity. Culturing early neoplastic dysplastic keratinocytes (DOK\(^{Luc}\)) on nDP modified scaffolds reduced significantly their subsequent sphere formation ability and decreased significantly the cells' proliferation in the supra-basal layers of in vitro 3D oral neoplastic mucosa (3D-OT) when compared to DOK\(^{Luc}\) previously cultured on nDP-PHY scaffolds. Using an in vivo non-invasive environmentally-induced oral carcinogenesis model, nDP scaffolds were observed to reduce bioluminescence intensity of tumours formed by DOK\(^{Luc}\) + carcinoma associated fibroblasts (CAF). nDP modification was also found to promote differentiation of DOK\(^{Luc}\) both in vitro in 3D-OT and in vivo in xenografts formed by DOKLuc alone. The nDP-PHY scaffold had the highest number of invasive tumours formed by DOK\(^{Luc}\) + CAF outside the scaffold area compared to the nDP and control scaffolds. In conclusion, in vitro and in vivo results presented here demonstrate that nDP modified copolymer scaffolds are able to decrease the tumorigenic potential of DOK\(^{Luc}\), while confirming concerns for the therapeutic use of BMP-2 for reconstruction of bone defects in oral cancer patients due to its tumour promoting capabilities.},
  language  = {en}
}
@article{MumcuogluSiverinoTabiszetal.2017,
  author    = {Mumcuoglu, Didem and Siverino, Claudia and Tabisz, Barbara and Kluijtmans, Bas and Nickel, Joachim},
  title     = {How to use BMP-2 for clinical applications? A review on pros and cons of existing delivery strategies},
  series = {Journal of Translational Science},
  volume    = {3},
  journal   = {Journal of Translational Science},
  number    = {5},
  doi       = {10.15761/JTS.1000195},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158678},
  year      = {2017},
  abstract  = {No abstract available.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Tabisz2017,
  author    = {Tabisz, Barbara},
  title     = {Site Directed Immobilization of BMP-2: Two Approaches for the Production of Osteoinductive Scaffolds},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153766},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Bone fractures typically heal without surgical intervention. However, pathological situations exist which impede the healing process resulting in so-called non-union fractures. Such fractures are nowadays treated with scaffold material being introduced into the defect area. These scaffolds can be doped with osteogenic factors, such as bone morphogenetic protein (BMP)2. BMP2 belongs to the most osteogenic growth factors known to date. Its medical use, efficiency and safety have been approved by FDA for certain applications. Currently, BMP2 is distributed with a stabilizing scaffold, which is simply soaked with the growth factor. Due to fast release kinetics supraphysiological high doses of BMP2 are required which are causally associated with severe side effects observed in certain applications being most harmful in the area of the cervical spine. These side-effects include inflammation, swelling and breathing problems, leading to disastrous consequences or secondary surgical interventions. Since it could be shown that a retardation of BMP2 release from the scaffold resulted in superior bone forming properties in vivo, it seems obvious to further reduce this release to a minimum. This can be achieved by covalent coupling which in the past was already elaborated using mainly classical EDC/NHS chemistry. Using this technique coupling of the protein occurs non-site-directedly leading mainly to an unpredictable product outcome with variable osteogenic activities. In order to improve the reproducibility of scaffold functionalization by BMP2 we created variants one of which contains a unique unnatural amino acid substitution within the mature polypeptide sequence (BMP2-K3Plk) and another, BMP2-A2C, in which an N-terminal alanine has been substituted by cysteine. These modifications enable site-specific and covalent immobilization of BMP2 e.g. onto polymeric beads. Both proteins were expressed in E. coli, renatured and purified by cation-exchange chromatography. Both variants were extensively analyzed in terms of purity and biological activity which was tested by in vitro interaction analyses as well as in cell based assays. Both proteins could be successfully coupled to polymeric beads. The different BMP2 functionalized beads were shown to interact with the ectodomain of the type I receptor BMPR-IA in vitro indicating that the biological activity of both BMP2 variants retained upon coupling. Both functionalized beads induced osteogenic differentiation C2C12 cells but only of those cells which have been in close contact to the particular beads. This strongly indicates that the BMP2 variant are indeed covalently coupled and not just adsorbed. We claim that we have developed a system for a site-specific and covalent immobilization of BMP-2 onto solid scaffolds, potentially eliminating the necessity of high-dose scaffold loading. Since immobilized proteins are protected from removal by extracellular fluids, their activities now rely mainly on the half-life of the used scaffold and the rate of proteolytic degradation. Assuming that due to prolonged times much lower loading capacities might be required we propose that the immobilization strategy employed in this work may be further refined and optimized to replace the currently used BMP2-containing medical products.},
  subject      = {Protein chemistry},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Savic2008,
  author    = {Savic, Daniel},
  title     = {Die Unterkieferrekonstruktion mit osteoinduktiven Implantaten beim G{\"o}ttinger Minischwein - Eine biomechanische Untersuchung -},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-38527},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In der vorliegenden Studie wurden biomechanische Versuche an unilateral rekonstruierten Unterkiefern des G{\"o}ttinger Minischweins durchgef{\"u}hrt. Die 5 cm langen Mandibulardefekte (Critical Size Defects) wurden in vorangegangener Studie mit osteoinduktiven Implantaten direkt versorgt und durch Fixation mit Osteosynthesematerialien stabilisiert. Dotiert wurde der kollagene Tr{\"a}ger (EXKK, extrahiertes xenogenes Knochenkollagen; 50x25x15 mm³) mit rekombinantem humanem BMP-2 (400 \&\#956;g/cm3) bzw. der Mutante T4 (300 \&\#956;g/cm3). Die Rekonstruktion der Kontrollgruppe erfolgte mit autologem Knochen. 12 Wochen postoperativ wurden die Versuchstiere geopfert und die Kiefer explantiert. Die Testung der Pr{\"a}parate im Drei-Punkt-Biegeversuch zeigte biomechanisch {\"a}ußerst belastbare Knochenregenerate. Differenziert nach E-Modul und maximal tolerierter Krafteinwirkung erreichten die mit osteoinduktiven Implantaten rekonstruierten Kiefer im Vergleich zur kontralateralen Seite (=100\%) Belastungswerte zwischen 55\% und 69\%. Die Messergebnisse f{\"u}r EXKK+T4 lagen im Mittel 18\% (E-Modul) und 19\% (maximal tolerierte Krafteinwirkung) {\"u}ber denen f{\"u}r EXKK+rhBMP-2. Bei der ausschließlich mit autologem Knochen rekonstruierten Kontrollgruppe war aufgrund fehlender osteogener Regeneration keine biomechanische Festigkeit nachzuweisen. Durch die verbesserter Ortsst{\"a}ndigkeit der Mutante T4 gegen{\"u}ber rhBMP-2 konnte eine 25\%ige Dosiseinsparung (300 \&\#956;g/cm3 zu 400 \&\#956;g/cm3) erzielt werden. Es ist f{\"u}r die rechtsseitige Unterkieferrekonstruktion im G{\"o}ttinger Minischwein gelungen, ein auch unter biomechanischen Gesichtspunkten funktionsstabiles kn{\"o}chernes Regenerat mithilfe vollst{\"a}ndig resorbierbarer, osteoinduktiver Implantate im Critical Size Defect zu implementieren. Der Vorteil dieser Methode ist eine von Beginn an stattfindende, direkte funktionelle Ausrichtung des kn{\"o}chernen Regenerates an die geforderte Biomechanik des Defektes und der vermeidbare, zur Gewinnung eines Transplantates notwendige, operative Zweiteingriff.},
  subject      = {Knochen-Morphogenese-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schmich2007,
  author    = {Schmich, Andreas},
  title     = {Vergleich der induzierten Knochenbildung durch rhBMP-2 und zwei seiner Varianten mit verst{\"a}rkter Heparinbindung - Eine radiologische und histologische Untersuchung -},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-33302},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {In der vorliegenden Studie wurden zwei neuartige BMP-2 Varianten mit verst{\"a}rkter Bindung an die extrazellul{\"a}re Matrix auf ihre Osteoinduktivit{\"a}t hin untersucht und mit dem Wildtyp verglichen. Hierzu wurden die Morphogene an scheibenf{\"o}rmige Tr{\"a}ger (Kollagen Typ I) gebunden in die Muskulatur der vorderen Bauchwand von Ratten implantiert. {\"U}ber einen Beobachtungszeitraum von 35 Tagen wurden in Intervallen von sieben Tagen die Implantate explantiert und sowohl radiologisch als auch histologisch auf die erzielte Knochenneubildung hin untersucht. Die Morphogene wurden in zwei Konzentrationen (10 µg, 5 µg) implantiert. Bei 5 µg pro Implantat weist die Variante T4 mit vier repitiven Heparin-Bindungsstellen am N-Terminus eine signifikant gesteigerte Osteoinduktivit{\"a}t gegen{\"u}ber dem Wildtyp und der Variante T3 auf. Diese gesteigerte Knocheninduktion zeigt sich in einer schnelleren Knochenbildung, die bereits an Tag 14 ihr Maximum erreicht und nach einer Plateauphase von circa sieben Tagen einen osteoklast{\"a}ren Knochenabbau m{\"u}ndet. Die Variante T3 zeigt im R{\"o}ntgenverlauf in der Dosierung von 5 µg keinen signifikanten Unterschied zum Wildtyp BMP-2. In hoher Dosierung erweisen sich die Varianten T3 und T4 als die induktiveren Morphogene. Die Variante T3 zeigt einen zu T4 nahezu identischen Verlauf. Der Wildtyp besitzt eine gegen{\"u}ber den beiden Varianten deutlich reduzierte Osteinduktivit{\"a}t. Der beobachtete Unterschied ist jedoch statistisch nicht signifikant. Bei allen Proteinen wird die maximal erzielbare Knochenfl{\"a}che bereits an Tag 14 erreicht. In der darauf folgenden Zeit kommt es durch den osteoklast{\"a}ren Umbau zu einer deutlichen Fl{\"a}chenreduktion (um ca. 30\%). In den Untersuchungen konnte bewiesen werden, dass die gentechnische Modifikation des Morphogenes BMP-2 zu einer Steigerung der Osteoinduktivit{\"a}t f{\"u}hren kann. Gentechnologisch hergestellte Modifikationen von Wachstumsfaktoren bieten daher interessante M{\"o}glichkeiten der gezielten Beeinflussung der Pharmakokinetik der Faktoren. Sie versprechen ein hohes therapeutisches Potenzial in der rekonstruktiven Knochenchirurgie.},
  subject      = {Knochen-Morphogenese-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Huang2008,
  author    = {Huang, Yi},
  title     = {Structural and Functional Analysis of Chordin-like 2/BMP-2 Interaction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29120},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {We have established the novel interaction between mCHL2, Tsg and BMP-2 for the first time. Tsg binds to VWC1 and VWC3 of mCHL2 in a cooperative waz and plazs a role in strengthening the binding affinity. Furthermore, Tsg/mCHL2/BMP-2 termary complex and Tsg/mCHL2 binary complex have been isolated by gel-filtration chromatography. Therefore mCHL2 can form a ternary complex with Tsg and BMP-2 and this complex makes mCHL2 a better BMP-2 antagnonist.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weber2006,
  author    = {Weber, Dionys A.},
  title     = {Aufkl{\"a}rung der Struktur und Charakterisierung des tern{\"a}ren Komplexes aus BMP-2, BMPR-IA und ActR-IIB},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20735},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {„Bone Morphogenetic Proteins" (BMPs) kontrollieren eine Vielzahl unterschiedlichster Prozesse bei der Embryonalentwicklung und der postnatalen Gewebehom{\"o}ostase. Wie TGF­-betas, Activine und andere Mitglieder der TGF-beta Superfamilie vermitteln BMPs ihr Signal durch die Bildung eines aus dem Liganden und zwei Rezeptorsubtypen bestehenden Signalkomplexes. F{\"u}r die Rezeptoraktivierung ist ein Zwei-Schritt Mechanismus allgemein akzeptiert. Bisher wurde nur der erste Schritt, die Bindung des Liganden an seinen hochaffinen Rezeptor, strukturell untersucht. Der molekulare Mechanismus der anschließenden Rekrutierung des niederaffinen Rezeptortyps war bisher nicht bekannt. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Pr{\"a}paration, Kristallisation und Strukturaufkl{\"a}rung des tern{\"a}ren Komplexes aus BMP-2 und den extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}nen von BMPR-IA und ActR-IIB. Mit der Kristallstruktur dieses tern{\"a}ren Komplexes kann erstmals der Mechanismus der BMP Rezeptoraktivierung von der Bindung des Liganden bis hin zur Transaktivierung untersucht werden. Der Ligand BMP-2 pr{\"a}sentiert sich hier, im Gegensatz zu anderen Mitgliedern der TGF-beta Superfamilie, als nahezu starre Komponente, um welche die beiden Rezeptortypen symmetrisch angelagert werden. Zwischen den extrazellul{\"a}ren Dom{\"a}nen der Rezeptoren k{\"o}nnen keine direkten Kontakte beobachtet werden. Die in Zellen beobachtete Kooperativit{\"a}t bei der Rekrutierung des niederaffinen Rezeptors im BMP-2 System ist folglich weder durch allosterische Effekte, noch durch direkte Rezeptor-Rezeptor-Kontakte erkl{\"a}rbar. Vielmehr repr{\"a}sentiert die Bindung des niederaffinen Rezeptors von BMP-2 einen Minimalmechanismus, bei dem Kooperativit{\"a}t {\"u}ber die Verringerung der Freiheitsgrade durch Lokalisation des Liganden in der Zellmembran erzeugt wird. Die durchgef{\"u}hrten Mutations-/Interaktionsanalysen erlauben vertiefende Einblicke wie Affinit{\"a}t und Spezifit{\"a}t im BMP/Activin-System generiert werden. Es zeigt sich, dass sowohl bei der niederaffinen Interaktion von ActR-IIBecd mit BMP-2 bzw. BMP-7 als auch bei der hochaffinen Bindung von ActA mit ActR-IIBecd ein Großteil der freien Bindungsenergie von denselben hydrophoben Interaktionen getragen wird. W{\"a}hrend polare Interaktionen bei der niederaffinen Bindung der BMPs an ActR-IIBecd kaum eine Rolle spielen, stellt die zentrale Wasserstoffbr{\"u}cke zwischen ActA Ser90(OG) und ActR-IIB Leu61(N) bei der Bildung des Komplexes ActA/ActR-IIBecd eine entscheidende Determinante der hochaffinen Bindung dar. BMP-2 bindet an die Typ II Rezeptoren BMPR-II, ActR-II und ActR-IIB mit nahezu identischer Affinit{\"a}t, daher wird eine promiske Verwendung dieser Rezeptoren angenommen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die spezifische Erkennung und Bindung der Typ II Rezeptoren durch den Austausch einzelner Aminos{\"a}uren modulierbar ist. Mit den hier gewonnenen Kenntnissen {\"u}ber den molekularen Mechanismus der Typ II Rezeptorerkennung ist nun eine Generierung von BMPs mit definierter Typ II Rezeptorspezifit{\"a}t m{\"o}glich. Diese BMP-2 Varianten k{\"o}nnen als Werkzeuge zur Aufkl{\"a}rung von Typ II Rezeptor-spezifischen Signalwegen verwendet werden. Ebenso w{\"a}re es denkbar, BMP-2 Varianten mit ausgepr{\"a}gter Typ II Rezeptor Spezifit{\"a}t in vivo zur Modulation TypII Rezeptor spezifischer Signalwege zu benutzen. Beispielsweise k{\"o}nnte ein auf BMP-2 basierendes ActR-IIB-spezifisches Protein als Myostatin-Antagonist zur Behandlung von Muskeldystrophie eingesetzt werden.},
  subject      = {Knochen-Morphogenese-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Janke2005,
  author    = {Janke, Carsten Theodor Wilhelm},
  title     = {Knochenneubildung durch induktive Implantate der TGF-Beta-Familie : eine tierexperimentelle Studie zum Synergismus von BMP-2-Mutanten und TGF-Beta bei der heterotopen Osteoinduktion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16393},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die osteoinduktive Wirkung von „Bone morphogenetic protein 2" (BMP-2) und der regulative Einfluss des Faktors „Transforming growth factor beta 1" auf das physiologische Remodelling des Knochens sind durch zahlreiche In-vitro- und In-vivo-Untersuchungen belegt. Die gentechnische Modifikation der N-terminalen Aminos{\"a}uresequenz von rekombinantem, im bakteriellen System (E. coli) exprimiertem BMP-2 (rh-BMP-2) f{\"u}hrt zu rh-BMP-2-Varianten mit verst{\"a}rktem (T3 und T4) bzw. nicht mehr messbarem (EH-BMP) Bindungsverm{\"o}gen zur extrazellul{\"a}ren Matrix und ver{\"a}ndert somit die Retentionszeit dieser Morphogene im Gewebe. In der vorliegenden Arbeit sollte die osteoinduktive Potenz der genannten BMP-Varianten (T3, T4, EH-BMP) mit der ihres Wildtyps rh-BMP-2 verglichen werden. Zudem war zu untersuchen, ob ein Zusammenhang zwischen applizierter Wirkstoffmenge und dem Ausmaß der induzierten Osteogenese vorliegt, und zu zeigen, dass dieser durch gemeinsame Applikation der verwendeten Morphogene mit dem nicht osteoinduktiven Wachstumsfaktor rh-TGF-ß-1 zu steigern ist. Hierzu wurden zylinderf{\"o}rmige (L{\"a}nge l=10mm, Durchmesser {\O}=5mm), bovine EXKK-Tr{\"a}ger (extrahiertes, xenogenes Knochen-Kollagen) mit den genannten BMPs, TGF-ß-1 und Kombinationen dieser Wachstumsfaktoren best{\"u}ckt und f{\"u}r 28 Tage in die Oberschenkelmuskulatur von 50 Sprague-Dawley-Ratten implantiert. Jedes Tier erhielt eine mit 2µg bzw. 4µg des jeweiligen BMPs dotierte Probe und einen zus{\"a}tzlich, entsprechend dem Massenverh{\"a}ltnis von 20:1 mit 100ng, bzw. 200ng rh-TGF-ß-1 beladenen Tr{\"a}ger auf der kontralateralen Seite. Als Kontrolle wurden unbehandelte bzw. nur mit rh-TGF-ß-1 (10µg und 20µg) dotierte EXKK-Zylinder eingebracht. Durch am 5., 11., 17., 23. und 28. Tag post OP durchgef{\"u}hrte R{\"o}ntgenkontrollen konnten Beginn, Verlauf und Geschwindigkeit der ablaufenden Osteoinduktionsprozesse bewertet werden. Mittels zwei- und dreidimensionaler radiologischer Methoden, labortechnischer und histologischer Auswertungsschritte wurden zudem die in den am 28. Tag post OP explantierten Zylindern vorhandenen Knochenformationen auf ihre Menge, ihre Dichte, ihren Kalziumgehalt und ihre histologische Qualit{\"a}t hin untersucht. Durch R{\"o}ntgen der histologischen Schnitte wurde ein direkter Vergleich histologischer Strukturen mit ihrer r{\"o}ntgenologischen Darstellung m{\"o}glich. F{\"u}r die undotierten EXKK-Tr{\"a}ger und die nur mit rh-TGF-ß-1 rekonstituierten Proben ergab sich weder nach r{\"o}ntgenologischer noch nach histologischer Auswertung ein Anhalt auf osteoinduktive Aktivit{\"a}t. Alle außer den mit EH-BMP dotierten Proben zeigten schon ab dem 11. Tag post OP signifikante Knochenneubildungen. BMP-2 und T4 f{\"u}hrten, gefolgt von T3, insgesamt zur schnellsten und mengen-, kalzium- und dichtem{\"a}ßig am st{\"a}rksten ausfallenden Osteoneogenese. Bei Verwendung von 4µg Morphogen und Zusatz von rh-TGF-ß-1 erreichten rh-BMP-2 und T4 bereits am 23. Tag post OP die auch zu Versuchsende ermittelten Werte. Die Variante EH-BMP lieferte deutlich weniger Knochen und relativ unkonstante Ergebnisse. Die Erh{\"o}hung der implantierten Proteinmenge auf 4µg und der Zusatz von rh-TGF-ß-1 f{\"u}hrten im Mittel in allen Auswertungen zur Steigerung von Menge, Dichte, Kalziumgehalt und Bildungsgeschwindigkeit des induzierten Knochens. Die osteoinduktive Ausbeute von BMP-Varianten mit verbesserter Matrixbindung und verl{\"a}ngerter Retentionszeit im Lagergewebe ist f{\"u}r klinische Belange einer einfachen Dosissteigerung der BMP-Wildtypen vorzuziehen. Die Varianten f{\"u}hren fr{\"u}her und bei Verwendung geringerer Morphogenmengen zu einer dem Wildtyp {\"a}quivalenten Knochenneubildung. Auch die mitogenen Effekte von rhTGF-ß-1 auf das durch die BMPs determinierte Gewebe haben potenzierend wirkenden Einfluss auf osteoinduktive Effekte. Das Vorhandensein weiterer, an der Regulation des Knochenmetabolismus beteiligter Faktoren deutet auf noch verborgenes therapeutisches Potential hin.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Emmert2004,
  author    = {Emmert, Janne},
  title     = {Vergleich der Osteoinduktivit{\"a}t von rhBMP-2 und rhBMP-2-Mutanten : eine Untersuchung im heterotopen Rattenmodell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7764},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, am heterotopen Tiermodell die osteoinduktive Potenz von zwei gentechnisch ver{\"a}nderten BMP-2-Mutanten T3 und T4 zu untersuchen und mit dem humanen BMP-2 Wildtyp zu vergleichen. Als Tr{\"a}ger der verschiedenen Proteine dienten Zylinder aus inaktiver, boviner, kollagener Knochenmatrix (ICBM, „insoluble collagenous bone matrix") mit einer L{\"a}nge von 10mm und einem Durchmesser von 5mm, welche in die Oberschenkelmuskulatur von Sprague-Dawley-Ratten implantiert wurden. Dabei wurde die BMP-2-Mutante in den linken Oberschenkel und rhBMP-2 als Referenz in den rechten Oberschenkel implantiert. Die Konzentration der Morphogene bzw. von rhBMP-2 betrugen 0,25, 0,5, 1, 2 und 4µg. Zum Vergleich kamen Leerproben der ICBM-Tr{\"a}ger ohne Morphogen. W{\"a}hrend des Versuchszeitraums von 28 Tagen wurden die Ratten am 5., 11., 17., 23. und 28. vital ger{\"o}ntgt und mittels Fluoreszenzfarbstoffe markiert. Die Auswertung erfolgte quantitativ durch eine R{\"o}ntgenverlaufskontrolle und die intravitale polychrome Sequenzmarkierung, sowie qualitativ durch die histologische Untersuchung von Trennd{\"u}nnschliffen. Die r{\"o}ntgenologische Analyse zeigte, dass die BMP-2-Mutante T4 bei allen Proteinkonzentrationen sowohl die gr{\"o}ßte als auch die schnellste Knochenbildungsrate aufwies. Das Morphogen T3 induzierte die geringsten Knochenfl{\"a}chen. Bei allen drei Morphogenen konnte erst ab einer Proteindosis von 0,5µg eine Knochenneubildung festgestellt werden. Die kleinste Dosis von 0,25µg lag unter dem Schwellenwert f{\"u}r eine Induktion der Knochenbildung. Insgesamt war eine Dosisabh{\"a}ngigkeit zu erkennen, je h{\"o}her die Proteindosis, desto gr{\"o}ßer war die gebildete Knochenfl{\"a}che. Hohe BMP-Konzentrationen f{\"u}hrten jedoch auch zu einer schnelleren Stagnation des Knochenwachstums. Die Auswertung der Fluoreszenzmikroskopie best{\"a}tigte die r{\"o}ntgenologischen Ergebnisse. Bei der histologischen Untersuchung der Trennd{\"u}nnschliffe konnten keine morphologischen Unterschiede zwischen den Morphogenen festgestellt werden. Der ICBM-Zylinder verkn{\"o}cherte je nach Proteinkonzentration unterschiedlich stark. Bei der H{\"o}chstkonzentration 4µg des Morphogens T4 oder rhBMP-2 war ein kompletter Umbau des Tr{\"a}gers zu mineralisierten Knochen mit h{\"a}matopoetischem Knochenmark zu beobachten. Insbesondere bei den mittleren Dosierungen von 1µg und 2µg bewies die neuartige BMP-2-Mutante T4 {\"u}berragende osteoinduktive Eigenschaften in bezug auf die Geschwindigkeit und das Ausmaß der beobachteten Ossifikation. F{\"u}r die sp{\"a}tere klinische Anwendung er{\"o}ffnet der Einsatz von Mutanten mit verst{\"a}rkter Bindung an die extrazellul{\"a}re Matrix die M{\"o}glichkeit, die notwendige Morphogendosis zu reduzieren und so Kosten zu sparen.},
  language  = {de}
}