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Mit Glas gegen Arthrose mydrg.de





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Mit Glas gegen Arthrose

Mit Glas gegen Arthrose (Pressemitteilung).



Forschungsteam der TH Nürnberg und der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität im Klinikum Nürnberg entwickelt Glas zur Knorpelregeneration Arthrose ist die häufigste Gelenkerkrankung und noch immer unheilbar. Ein wichtiger Schritt, um die Entstehung einer Arthrose zu verhindern, ist die frühzeitige Behandlung von Gelenkknorpelverletzungen
. Einem Forschungsteam der TH Nürnberg und der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität im Klinikum
Nürnberg ist es nun gelungen, Gewebe im Labor zu züchten, das später bei
Defekten implantiert werden kann. Dafür haben sie ein spezielles Glas
entwickelt, auf dem die Zellen wachsen können und das sich nach der
Implantation im Körper restlos auflöst. Dabei setzt es Ionen frei, die die
Knorpelzellen aktivieren können. Die STAEDTLER Stiftung fördert das Projekt mit
40.000 Euro.

Nürnberg, 18. März 2020. In den letzten Jahrzehnten ist die Lebenserwartung der
Menschen weltweit gestiegen. Zudem hat sich ihr Lebensstil geändert und ist
zunehmend durch mangelnde Bewegung und nicht angepasste Essgewohnheiten
geprägt. Daraus folgen im Alter Schädigungen und Versagen der Organe –
insbesondere der Bewegungsapparat ist davon betroffen. Die am weitesten
verbreitete Gelenkerkrankung ist die Arthrose, die noch immer als unheilbar
gilt und im fortschreitenden Verlauf irreversible Schädigungen und den
allmählichen Verlust des Gelenkknorpels verursacht. Prof. Dr. Armin Lenhart und
Prof. Dr. Sven Wiltzsch von der Fakultät Werkstofftechnik der TH Nürnberg ist
es gemeinsam mit Prof. Dr. Gundula Schulze-Tanzil und Clemens Gögele von der
Abteilung für Anatomie der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität im
Klinikum Nürnberg gelungen, auf einem neuartigen Trägermaterial Knorpelgewebe
im Labor herzustellen, das dazu dienen kann, in Gelenke implantiert zu werden.
Damit haben sie eine neue Möglichkeit zur zukünftigen Behandlung von
Knorpelverletzungen und zum Abwenden der Entstehung von Arthrose entwickelt.
Die letzte Möglichkeit, bei weit fortgeschrittener Arthrose wieder schmerzfrei
zu sein und die Gelenkfunktionen wiederherzustellen, ist bislang die
Implantation einer Gelenkprothese durch einen chirurgischen Eingriff. „Da die
Arthrose oft als Folge von Gelenkknorpelverletzungen entsteht, ist die
Behandlung von Gelenkknorpeldefekten ein wichtiger Schritt, um die Entstehung
einer Arthrose zu verlangsamen oder zu verhindern. Bei kleineren
Knorpeldefekten können sogenannte Knorpelknochenzylinder aus nicht belasteten
Knorpelbereichen entnommen und in den Defekt transplantiert werden. Das hat
aber den entscheidenden Nachteil, dass an der Entnahmestelle ein Sekundärdefekt
entsteht“, so Prof. Dr. Sven Wiltzsch von der TH Nürnberg.
Bei großen Knorpeldefekten, für die bisher keine geeignete
Behandlungsmöglichkeit existiert, hat die Transplantation von in der Zellkultur
gezüchteten Knorpelzellen zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dabei ist das
„Tissue Engineering“ eine vielversprechende Strategie. Im ersten Schritt werden
körpereigene Zellen im Labor auf einen geeigneten Träger aufgebracht und in
einem Kultivierungsmedium zum Wachstum und zur Vermehrung des gewünschten
Gewebes angeregt. Im zweiten Schritt wird dieses Gewebe mit einem entsprechend
geformten Trägermaterial als Implantat an der Körperstelle chirurgisch
eingesetzt. Der Träger soll sich dann allmählich auflösen und dabei
aktivierende Ionen freisetzen. Er wird dabei durch das von den implantierten
Zellen neu gebildete Gewebe ersetzt werden. „Bisherige Laborergebnisse mit
herkömmlichen Biomaterialien als Träger haben gezeigt, dass eine Ansiedlung und
Vermehrung von Knorpelzellen mit entsprechender Bildung von Ersatzgewebe in
diversen Trägermaterialien noch zu unzureichenden Ergebnissen führt“, erklärt
Prof. Dr. Gundula Schulze-Tanzil von der Paracelsus Medizinischen
Privatuniversität im Klinikum Nürnberg.
Deshalb hat das Projektteam ein neuartiges Trägermaterial aus Glas für das
„Tissue Engineering“ entwickelt. Bei der Entwicklung mussten sie einige
Herausforderungen überwinden. Prof. Dr. Armin Lenhart von der TH Nürnberg: „Mit
dem Stand der Herstellungstechnik von Trägermaterialien und den typischerweise
verwendeten Gläsern konnten bislang keine günstigen und ausreichend stabilen
Trägergeometrien realisiert werden. Eine Ansiedlung der Knorpelzellen auf dem
Trägermaterial war nur im geringen Maße möglich und ihre Lebensdauer begrenzt.
Außerdem haben sich die Gläser zu langsam aufgelöst und wären für die Anwendung
als Implantat nicht geeignet.“ Durch eine veränderte Glaszusammensetzung
konnten die Forschungsteams die Auflösungszeiten verringern. Zudem haben sie
die Verfahrenstechnik der Trägerherstellung optimiert und dabei die
glasspezifischen Eigenschaften, insbesondere die Behandlungstemperaturen und
Sinterzeiten, berücksichtigt. Durch ein spezielles chemisches
Behandlungsverfahren der Glasoberfläche konnte das Forschungsteam die
Ansiedlung der Knorpelzellen und die anschließende Vermehrung verbessern.
„Laboruntersuchungen haben uns auch schon erste Hinweise dafür gegeben, dass
unser Glas nicht nur zur Knorpelherstellung geeignet ist, sondern auch zur
Züchtung von Haut- und Bänderzellen“, erläutert Prof. Dr. Sven Wiltzsch von der
TH Nürnberg. Durch ihre kooperative Forschungsarbeit konnten die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TH Nürnberg und der Paracelsus
Medizinischen Privatuniversität im Klinikum Nürnberg einen neuen Typ von
Biomaterial aus Glas und ein zugehöriges Bioaktivierungsverfahren entwickeln,
die in Kombination das Potenzial haben, sich zum Implantat weiterzuentwickeln.
Damit würde das Forschungsteam langfristig eine neue Möglichkeit zur Behandlung
von Knorpelverletzungen realisieren und kann somit die Entstehung von Arthrose
abwenden.
Die STAEDTLER Stiftung fördert das Projekt mit 40.000 Euro.

Quelle: Pressemitteilung, 18.03.2020

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