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Körpereigener Knorpelersatz: schnell und passgerecht |
BIOSS-Professor erforscht neue
Strategie zur Herstellung von Knie-Implantaten
Verletzungen an
Gelenkknochen und Knorpeln können gravierende Folgen haben, bis hin zur
Arthrose. Die degenerative Veränderung der Gelenkknorpel zählt nicht nur in
Deutschland zu den gefürchteten Volkskrankheiten. Prof. Dr. Prasad Shastri ist
Experte für Tissue Engineering (TE), die Gewebekonstruktion und Gewebezüchtung
aus körpereigenen Zellen. Seit einem Jahr forscht er als Professor für
Biofunktionale Makromolekulare Chemie im Exzellenzcluster BIOSS, dem Zentrum für
Biologische Signalstudien, an der Universität Freiburg. Mit Kollegen aus
Maastricht hat er jetzt einen Weg gefunden, wie günstig und im Schnellverfahren
ausreichend körpereigene Knorpelsubstanz hergestellt werden kann.
Oft sind Schäden an den großen
Gelenken, wie Knie, Fuß, Hüfte oder Schulter der Anfang eines schmerzhaften und
die Beweglichkeit einschränkenden Prozesses. Weil Knorpel nach Abschluss des
Körperwachstums nicht mehr nachwachsen, werden Defekte, wie sie durch Unfälle
und Abnutzung entstehen, nicht durch neue Knorpelbildung aufgefangen. Gentechnik
und Molekularbiologie ermöglichen es heute, gesunde Knorpelzellen zu entnehmen
und außerhalb des Körpers unter speziellen Bedingungen zu vermehren. Diese
Knorpelgewebe können dann in den Knorpeldefekt eingebracht werden und wachsen
dort wieder an. Bislang ist das Reparieren von Knorpel- und Knochenschäden durch
körpereigenes Material jedoch schwierig. Das Nachzüchten von körpereigenem
Gewebe ist kompliziert und teuer, bis zur gewünschten Funktionsfähigkeit des
Implantates dauert es sehr lange. Die Entwicklung dieser neuen Technologie
steckt noch in den Kinderschuhen. In dem renommierten US-amerikanischen
Fachjournal PNAS erläutern Prof. Shastri und seine Mitautoren eine neue
klinische Strategie zur "de novo"- Herstellung von passgerechtem Knorpelgewebe
in nur drei Wochen.
Den Wissenschaftlern gelang es,
große Knorpelstücke im lebenden Gewebe mittels eines speziellen Verfahrens zu
erzeugen. Durch die einfache Zugabe von Agarose-Gel, einem in der Biochemie
gebräuchlichen Biomaterial in die Membran von der die Knochenoberfläche bedeckt
ist, konnte in diesem Bereich Sauerstoffmangel erzeugt werden. Dieser
Sauerstoffmangel (hypoxia) veranlasst und stimuliert die Knorpelentwicklung, so
die zentrale These der Arbeit. Die in diesem Bioreaktor hergestellte
Knorpelsubstanz wurde ins Knie transplantiert, passte sich dort gut an die neue
Umgebung an und zeigte auch nach neun Monaten noch keine Anzeichen von
Verkalkung.
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Autor und Copyright: Mitteilung des Zentrum für biologische Signalstudien (BIOSS) / Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
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