Life Sciences Innovations

Gewebezüchtung mit neuer Titankammer

Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) konnten jetzt mit einer neuartigen Titankammer künstliches Gewebe züchten, das Patienten mit Gewebedefekten transplantiert werden kann.
Nur 8 mm in der Höhe und 10 mm im Durchmesser misst die Titankammer zur Gewebezüchtung (Bild: Uni-Klinikum Erlangen).

Die Gewebezüchtung im Labor war in der Vergangenheit oft kein Problem. Wurde das Verfahren jedoch am Patienten angewendet, scheiterte es bisher meistens an der mangelhaften Durchblutung der neu gebildeten Gewebe. Im Kleintiermodell der Ratte untersuchte PD Dr. Andreas Arkudas anhand einer künstlichen arteriovenösen Gefäßschleife (AV-Loop) die Gefäßneubildung in Knochengerüsten sowie in Gewebeklebern. Durch eine Teflonkammer, in der das neu gezüchtete Gewebe zusammen mit der Gefäßschleife platziert wurde, konnte die Gefäßschleife unabhängig von weiteren äußeren Einflüssen des Organismus isoliert untersucht werden. In seiner Habilitationsschrift mit dem Titel "Optimierung der Vaskularisation von axial durchbluteten Matrizes im Tissue Engineering" dokumentiert Arkudas diese Erkenntnisse. "Unsere Forschergruppe konnte zeigen, dass eine verbesserte Durchblutung das Zellüberleben in Knochengewebe und die Gefäßneubildung in dem Gewebe um die Gefäßschleife herum steigert", sagte Klinikdirektor Prof. Dr. Raymund E. Horch, Plastisch- und Handchirurgische Klinik des Universitätsklinikums Erlangen. Außerdem wurde der Einfluss verschiedener Gewebekleber auf die Gefäßneubildung untersucht.

Der "Durchbruch2 bei der Gewebezüchtung gelang den Erlanger Forschern aber schließlich durch den Einsatz einer neuartigen perforierten Titankammer, die eine zusätzliche Gefäßneubildung (Vaskularisation) von außen ermöglichte. Die Titankammer für die Gewebezüchtung war zusammen mit Materialwissenschaftlern der Technischen Fakultät der FAU konstruiert worden. "Dr. Arkudas konnte damit jetzt erstmals zeigen, dass die Gefäße, die von außen durch die Poren der Titankammer in das Gewebe einsprießen, Anschluss an die neu gebildeten Gefäße aus dem AV-Loop erhalten, sodass eine Transplantation auch dieser Gefäße anhand der Gefäßschleife möglich ist", erläuterte Horch. "Dies ist entscheidend, da beim Menschen die neu gezüchteten Gewebe zunächst an einer anderen Stelle im Körper vorbereitet werden sollen, bevor sie dann in den Gewebedefekt, der durch Bestrahlung, Unfall oder Infektion vorgeschädigt ist, mit Anschluss an die Durchblutung transplantiert werden."

Ein weiterer Vorteil der Titankammer sei die mögliche Kombination mit der operativen Versorgung von Knochendefekten (Osteosyntheseverfahren). Die Transplantation von gezüchteten Knochengeweben in Knochendefekte werde derzeit näher erforscht. Horch: "Sollten mithilfe der Titankammern Knochendefekte heilen, sind die plastischen Chirurgen aus Erlangen dem Ziel, Gewebedefekte mittels individuell geformter und dem jeweiligen Bedarf angepasster durchbluteter Gewebekonstrukte auszuheilen, wieder einen entscheidenden Schritt näher gekommen."

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