Schädigungen der Knochen sind eine häufige Folge von Trauma im Zuge von Verkehrsunfällen, Osteoporose oder Sportverletzungen und verursachen starke Einschränkungen im alltäglichen Leben der Betroffenen. Eine schnelle und vollständige Regeneration dieser Schäden ist daher von großer Wichtigkeit. In manchen Fällen ist die Behandlung eine besondere Herausforderung, da Komplikationen durch die Schädigung der Blutversorgung, systemische Bedingungen oder durch das fortgeschrittene Alter der Patienten entstehen. Um eine erfolgreiche Heilung zu erreichen, sind oft operative Eingriffe und Gewebetransplantationen nötig. 

Die Gruppe unter der Leitung von Regina Brunauer und klinischen Leitung von Thomas Nau entwickelt neue Behandlungsverfahren, um Knochenregeneration nicht nur zu verbessern, sondern auch strukturell zu induzieren. Das Ziel ist, Implantate so zu funktionalisieren, dass die endogene Regenerationsfähigkeit des Knochengewebes aktiviert wird. Zu diesem Zweck entwickelt die Gruppe nicht nur Gewebeersatzmaterialien und biologische Implantsoberflächen mit einer verbesserten Funktionalität, sondern versucht auch, Erkenntnisse aus dem Gebiet der Regenerationsbiologie, die sich mit der vollständigen, strukturellen Regeneration von amputierten Fingerspitzen (in Säugern) und Gliedmassen (in Salamandern) beschäftigt, anzuwenden. 

Die Forschungsbereiche umfassen: 

  • Neue Osteosynthese- und Knochenersatzmaterialien, die Scaffolds, Microstructuring, Wachstumsfaktoren, Stammzellen und Prä-Vaskularisierungsansätze kombinieren 
  • Entwicklung neuer Ansätze zur Stimulation von Knochenregeneration in Patienten mit beeinträchtigtem natürlichen Regenerationspotenzial 
  • Untersuchung der Zehenspitzenregeneration in Mäusen, um neue Ansätze für eine strukturelle Knochenregeneration nach schwerwiegenden Knochenbrüchen oder Amputationen zu entwickeln 

Die Ansätze werden nach Wirkungsgrad und ethischer Vertretbarkeit untersucht. Ein besonderer Fokus liegt in Zusammenarbeit mit Klinikern auf Strategien, die die Translation in die Praxis unterstützen. 

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Projekte

CeraSilk: Combining ceramic 3D printing and functionalized silk for innovative bone implants
Wiener Wirtschaftsagentur
2025-2028 

PhotoBone: Applicability of photobiomodulation (PBM) on bone regeneration
FFG Industrienahe Dissertation
2025-2028  

INKplant: Ink-based hybrid multimaterial fabrication of next generation implants
Horizon 2020 NMBP
2019 – 2024 

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Ausgewählte Publikationen

Wolff SM, Yu L, Yan M, Brunauer R, Rodriguez M, Garcia DI, Jain A, Kusuma DR, Sherman KM, Dahlstrom CB, Gaddy D, Suva LJ, Dawson LA (2025). Altered digit tip blastema differentiation and bone regeneration in skeletally mature Ts65Dn Down syndrome mice. Bone. 2025 Dec;201:117648. 

Sherman KM, Silveira CJ, Yan M, Yu L, Leon A, Klages K, White LG, Smith HM, Wolff SM, Falck A, Muneoka K, Brunauer R, Gaddy D, Suva LJ, Dawson LA (2025). Male Down syndrome Ts65Dn mice have impaired bone regeneration. Bone. 2025 Mar;192:117374. 
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Frank JK, Kampleitner C, Heimel P, Leinfellner G, Hanetseder D, Sperger S, Frischer A, Schädl B, Tangl S, Lindner C, Gamauf J, Grillari-Voglauer R, O’Brien FJ, Pultar M, Redl H, Hackl M, Grillari J, Marolt Presen D (2025). Circulating miRNAs are associated with successful bone regeneration. Front Bioeng Biotechnol. 2025 Mar 28;13:1527493. 
(free PDF)

Smirnova YD, Hanetseder D, Derigo L, Gasser AS, Vaglio-Garro A, Sperger S, Brunauer R, Korneeva OS, Duvigneau JC, Marolt Presen D, Kozlov AV (2025). Osteosarcoma Cells and Undifferentiated Human Mesenchymal Stromal Cells Are More Susceptible to Ferroptosis than Differentiated Human Mesenchymal Stromal Cells. Antioxidants (Basel). 2025 Feb 6;14(2):189. 
(free PDF)

Marolt Presen D, Goeschl V, Hanetseder D, Ogrin L, Stetco AL, Tansek A, Pozenel L, Bruszel B, Mitulovic G, Oesterreicher J, Zipperle J, Schaedl B, Holnthoner W, Grillari J, Redl H (2024). Prolonged cultivation enhances the stimulatory activity of hiPSC mesenchymal progenitor-derived conditioned medium. Stem Cell Res Ther. 2024 Nov 17;15(1):434.
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Kieler M, Prammer LS, Heller G, Hofmann M, Sperger S, Hanetseder D, Niederreiter B, Komljenovic A, Klavins K, Köcher T, Brunner JS, Stanic I, Oberbichler L, Korosec A, Vogel A, Kerndl M, Hromadová D, Musiejovsky L, Hajto A, Dobrijevic A, Piwonka T, Haschemi A, Miller A, Georgel P, Marolt Presen D, Grillari J, Hayer S, Auger JP, Krönke G, Sharif O, Aletaha D, Schabbauer G, Blüml S (2024). Itaconate is a metabolic regulator of bone formation in homeostasis and arthritis. Ann Rheum Dis. 2024 Oct 21;83(11):1465-1479. 
(free PDF)

Kainz M, Perak S, Stubauer G, Kopp S, Kauscheder S, Hemetzberger J, Martínez Cendrero A, Díaz Lantada A, Tupe D, Major Z, Hanetseder D, Hruschka V, Wolbank S, Marolt Presen D, Mühlberger M, Guillén E (2024). Additive and Lithographic Manufacturing of Biomedical Scaffold Structures Using a Versatile Thiol-Ene Photocurable Resin. Polymers (Basel). 2024 Feb 28;16(5):655. 
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Hanetseder D, Levstek T, Teuschl-Woller AH, Frank JK, Schaedl B, Redl H, Marolt Presen D (2023). Engineering of extracellular matrix from human iPSC-mesenchymal progenitors to enhance osteogenic capacity of human bone marrow stromal cells independent of their age. Front Bioeng Biotechnol. 2023 Aug 2;11:1214019. 
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Dolan CP, Yang TJ, Zimmel K, Imholt F, Qureshi O, Falck A, Gregory J, Mayes M, Ritchie K, Koester H, Daniel B, Yan M, Yu L, Suva LJ, Gaddy D, Dawson LA, Muneoka K, Brunauer R (2022). Epimorphic regeneration of the mouse digit tip is finite. Stem Cell Res Ther. 2022 Feb 7;13(1):62. 
(free PDF)

Brunauer R, Xia IG, Asrar SN, Dawson LA, Dolan CP, Muneoka K (2021). Aging Delays Epimorphic Regeneration in Mice. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2021 Sep 13;76(10):1726-1733. 

Zimmermann A, Hercher D, Regner B, Frischer A, Sperger S, Redl H, Hacobian A (2020). Evaluation of BMP-2 Minicircle DNA for Enhanced Bone Engineering and Regeneration. Curr Gene Ther. 2020;20(1):55-63. 

Raftery RM, Mencía-Castaño I, Sperger S, Chen G, Cavanagh B, Feichtinger GA, Redl H, Hacobian A, O’Brien FJ (2018). Delivery of the improved BMP-2-Advanced plasmid DNA within a gene-activated scaffold accelerates mesenchymal stem cell osteogenesis and critical size defect repair. J Control Release. 2018 Aug 10;283:20-31.