Poliklinik für Kieferorthopädie

Forschung

Das Team der Poliklinik für Kieferorthopädie beschäftigt sich mit klinischen und experimentellen Forschungsfragen rund um Zähne, Kiefer und Gesichtsschädel. Viele unserer Projekte entstehen in enger Zusammenarbeit mit anderen medizinischen und naturwissenschaftlichen Fachrichtungen sowie mit nationalen und internationalen Forschungspartnerinnen und -partnern.

Unser gemeinsames Ziel ist es, die biologischen Grundlagen kieferorthopädischer Behandlungen besser zu verstehen und die gewonnenen Erkenntnisse für eine sichere, wirksame und möglichst individuell abgestimmte Therapie zu nutzen.

Klinische Forschung

Im Rahmen unserer klinischen Forschung untersuchen wir die Wirksamkeit und den langfristigen Erfolg kieferorthopädischer Behandlungen. Dabei arbeiten wir häufig interdisziplinär mit anderen Fachrichtungen und wissenschaftlichen Einrichtungen zusammen.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Frage, wie Behandlungen noch gezielter an die individuellen Voraussetzungen der Patientinnen und Patienten angepasst werden können. Darüber hinaus untersuchen wir mögliche Risikofaktoren für unerwünschte Begleiterscheinungen. Diese frühzeitig zu erkennen und möglichst zu vermeiden, trägt wesentlich zu einer sicheren und erfolgreichen Behandlung bei.

Aktuelle Publikationen aus der klinischen Forschung

Cakir A, Both A, Kirschneck C, Daratsianos N, de Araújo CM, Corá J, Küchler EC, Beisel-Memmert S. Mesiodistal width correlation between primary and successor mandibular teeth: implication for early orthodontic diagnosis. Front Dent Med. 2025 Sep 24;6:1659242. doi: 10.3389/fdmed.2025.1659242.

Mayr A, Ciper N, Wahl G, Wildenhof J, Frede S, Kirschneck C, Jäger A, Götz W, Beisel-Memmert S. Longitudinal analysis of microcirculatory parameters in gingival tissues after tooth extraction in patients with different risk profiles for wound healing disorders – a pilot study. Clin Oral Investig. 2024 May 8;28(6):303. doi: 10.1007/s00784-024-05686-3.

Experimentelle Forschung

Unser experimenteller Forschungsbereich befindet sich derzeit im Aufbau. Im Mittelpunkt stehen die zellulären und biochemischen Vorgänge, die eine kieferorthopädische Zahnbewegung ermöglichen.

Damit sich ein Zahn bewegen kann, müssen sich die ihn umgebenden Gewebe kontrolliert an die einwirkenden Kräfte anpassen. Dazu gehören insbesondere das Parodont – der Zahnhalteapparat – und der Alveolarknochen, in dem der Zahn verankert ist. Die kieferorthopädische Kraft verändert dabei die mechanischen und örtlichen Bedingungen im Gewebe. Unter anderem wirken dort Druck, Zug und eine vorübergehend verringerte Sauerstoffversorgung auf die dortigen Zellen.

Als Reaktion entsteht eine sogenannte sterile Entzündung. Anders als bei einer Infektion wird diese nicht durch Krankheitserreger ausgelöst, sondern durch die mechanische Belastung des Gewebes. In einem kontrollierten Ausmaß ist diese Reaktion für den notwendigen Umbau von Knochen und Zahnhalteapparat unverzichtbar. Eine überschießende Reaktion kann hingegen das Gewebe schädigen und unter anderem einen Abbau des Knochens oder Verkürzungen der Zahnwurzeln, sogenannte Wurzelresorptionen, begünstigen.

Um das Gleichgewicht zwischen notwendiger Gewebeanpassung und unerwünschten Nebenwirkungen besser zu verstehen, untersuchen wir insbesondere die Stressanpassungsmechanismen der beteiligten Zellen und Gewebe.

Parodontale Ligamentfibroblasten als Sensoren der Zahnbewegung

Eine zentrale Rolle spielen die Fibroblasten des parodontalen Ligaments, kurz PDL-Zellen. Das parodontale Ligament ist ein spezialisiertes Gewebe zwischen Zahnwurzel und umgebendem Knochen. Es trägt zur Verankerung des Zahnes bei und kann mechanische Belastungen wahrnehmen.

PDL-Zellen gehören zu den ersten Zellen, die auf kieferorthopädische Kräfte reagieren. Sie geben Signale an andere Zellen weiter und wirken dadurch an der Regulation der Entzündungsreaktion sowie am Umbau von Gewebe und Knochen mit.

Autophagie – das zelluläre Recyclingprogramm

Ein besonderer Schwerpunkt unserer Forschung ist die Autophagie. Dabei handelt es sich um einen natürlichen Schutz- und Recyclingmechanismus der Zelle: Beschädigte oder nicht mehr benötigte Zellbestandteile werden abgebaut und ihre Bausteine wiederverwertet.

Die Autophagie hilft Zellen, sich an Belastungen wie mechanischen Kräften oder einer veränderten Sauerstoffversorgung anzupassen. Wir untersuchen, wie dieser Prozess im parodontalen Gewebe reguliert wird und welche Bedeutung er für die kontrollierte Zahnbewegung, die Entzündungsreaktion und den Knochenumbau besitzt.

Langfristig sollen diese Erkenntnisse dazu beitragen, kieferorthopädische Behandlungen biologisch besser zu steuern und unerwünschte Nebenwirkungen zu reduzieren.

Ausgewählte Publikationen aus der experimentellen Forschung

Both A, Ibrahim G, Marciniak J, Rath-Deschner B, Küchler EC, Kirschneck C, Gölz L, Jäger A, Beisel-Memmert S. Bone, dentin and cementum differentially influence the differentiation of osteoclast-like cells. Sci Rep. 2025 Jun 5;15(1):19857. doi: 10.1038/s41598-025-04874-9.

Hardt M, Mayr A, Kutschera E, Marciniak J, Küchler EC, Kirschneck C, Deschner J, Jäger A, Beisel-Memmert S. Rho Kinases and Reactive Oxygen Species in Autophagy Regulation by Pressure in Periodontal Ligament Cells. Braz Dent J. 2024 Dec 6;35. doi: 10.1590/0103-6440202405944.

Mannes A, Nogueira A, Both A, Mayr A, Marciniak J, Küchler EC, Bekbulat F, Cirelli JA, Kirschneck C, Behl C, Deschner J, Jäger A, Beisel-Memmert S. Biomechanically induced regulation of Damage-Regulated Autophagy Modulator 1 in periodontal cells and tissues. Biochem Biophys Res Commun. 2025 Jan;742:151131. doi: 10.1016/j.bbrc.2024.151131.

Schmitt D, Bozkurt S, Henning-Domres P, Huesmann H, Eimer S, Bindila L, Behrends C, Boyle E, Wilfling F, Tascher G, Münch C, Behl C, Kern A. FACS-mediated isolation of native autophagic vesicles. Autophagy. 2023 Jul;19(7):2146–2147. doi: 10.1080/15548627.2022.2151188.

Mayr A, Marciniak J, Eggers B, Blawat K, Wildenhof J, Bastos Craveiro R, Wolf M, Deschner J, Jäger A, Beisel-Memmert S. Autophagy Induces Expression of IL-6 in Human Periodontal Ligament Fibroblasts Under Mechanical Load and Overload and Effects Osteoclastogenesis in vitro. Front Physiol. 2021 Aug 27;12:716441. doi: 10.3389/fphys.2021.716441.

Wissenschaftliche Arbeiten

Studierende und Promotionsinteressierte können in unseren Forschungsprojekten wissenschaftliche Fragestellungen bearbeiten. Je nach Verfügbarkeit bieten wir die Betreuung von Bachelor- und Masterarbeiten sowie zahnmedizinischen Promotionsarbeiten an.

Bei Interesse wenden Sie sich bitte an die Direktorin der Poliklinik für Kieferorthopädie, Prof. Dr. Svenja Beisel-Memmert, oder an die naturwissenschaftliche Laborleiterin, Dr. Pascale Henning-Domres (henning-domres@med.uni-frankfurt.de).

Die Betreuung naturwissenschaftlicher Promotionsarbeiten können wir derzeit leider nicht anbieten.