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Luftröhren-Implantate: Antirutsch-Beschichtung
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Eine neue Proteinbeschichtung soll dafür sorgen, dass Atemwegsstents besser in das umgebende Luftröhrengewebe einwachsen und die Infektionsgefahr für den Patienten reduziert wird Bild: © Leufen Medical GmbH
Ist die menschliche Luftröhre verengt, lindert oft nur noch ein operativer Eingriff die Atemnot: Ärzte dehnen die defekte Luftröhre mit einem gitterartige Implantat. Eine spezielle Oberflächenbeschichtung soll ihr gefährliches Verrutschen verhindern.

Wenn Herzkranzgefäße verengt sind, dehnen Kardiologen sie mithilfe von kleinen gitterförmigen Stützen, um einem Herzinfarkt vorzubeugen. Weniger bekannt ist, dass sich krankhafte Verengungen der Luftröhre ebenfalls mit diesen Gitterröhrchen – Stents genannt – behandeln lassen. Solche Atemwegsverengungen, deren Ursache Tumore, chronische Entzündungen, aber auch angeborene Fehlbildungen sind, können lebensbedrohlich sein. Die Stents aus Metall oder Kunststoff sollen die Luftröhre dehnen und ihr Zuwachsen vermeiden.

Doch beim Einsetzen der Implantate kann es zu Komplikationen kommen: Zum einen besteht die Gefahr, dass die Stents verrutschen und dadurch einen teilweisen oder vollständigen Verschluss der Luftwege verursachen. Zum anderen ist es möglich, dass sich auf den Gitterröhren Bakterien ansiedeln, die beispielsweise eine Lungenentzündung auslösen können. Der Grund: Auf den Stents befinden sich keine barrierebildenden Atemwegszellen, wie sie üblicherweise im Atemwegstrakt vorhanden sind, um Krankheitserreger und inhalierte Stoffe wie Feinstaub abzuwehren. „Die Luftröhre hat eine wichtige Barrierefunktion. Flimmerhärchen tragende Zellen und Becherzellen reinigen die Atemluft. Daher ist es so wichtig, dass diese Art von Zellen auf den Stents haften können, um so die Reinigungsfunktion des geschädigten Luftröhrenabschnitts aufrecht zu erhalten und gleichzeitig ein Einwachsen der Gitterröhrchen in das umgebende Gewebe zu begünstigen“, sagt Dr. Martina Hampel, Wissenschaftlerin am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart. In Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Thorsten Walles, Bereichsleiter der Thoraxchirurgie an der Universitätsklinik Würzburg und Gastwissenschaftler am IGB, haben die Forscherin und ihr Team im Projekt „REGiNA“ Oberflächenbeschichtungen aus Polyurethan-Folie (PU) und Proteinen entwickelt, die das Einwachsen der Stents in das umgebende Gewebe ermöglichen und so ein Verrutschen der Gitterröhrchen erschweren sollen. „REGiNA“, kurz für Regenerative Medizin in der Gesundheitsregion Neckar-Alb und Stuttgart, wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert.
„Wir hoffen, dass sich unsere gut verträglichen, zellfreundlichen Oberflächenbeschichtungen in wenigen Jahren auch für andere biomedizinische Prothesen wie Herzschrittmachersonden, Zahn- oder Gelenkimplantate nutzen lassen“, resümiert Hampel.
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