Arthrose ist die häufigste Gelenkerkrankung und gilt noch immer als unheilbar. Sie verursacht im fortschreitenden Verlauf irreversible Schädigungen und den allmählichen Verlust des Gelenkknorpels. 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“, sagt Prof. Sven Wiltzsch von der Fakultät Werkstofftechnik der Technischen Hochschule Nürnberg. Gemeinsam mit Kollegen und Forschern der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität im Klinikum Nürnberg ist es ihm nun gelungen, auf einem neuartigen Trägermaterial Knorpelgewebe im Labor herzustellen, das dazu dienen kann, in Gelenke implantiert zu werden.
Tissue Engineering schafft ein Implantat aus Glas
Das Trägermaterial für das „Tissue Engineering“ ist aus Glas. Dabei gelang den Forschern eine wichtige Veränderung. Denn bei 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, auch ihre Lebensdauer begrenzt. Außerdem lösten sich die Gläser für die Anwendung als Implantat zu langsam auf.
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.
Arthrose abwenden
Damit entwickelten die Forscher einen neuen Typ von Biomaterial aus Glas und ein zugehöriges Bioaktivierungsverfahren, die in Kombination das Potenzial haben, sich zum Implantat weiterzuentwickeln. Das wäre langfristig eine neue Möglichkeit zur Behandlung von Knorpelverletzungen und könnte somit die Entstehung von Arthrose abwenden.
Die Staedtler Stiftung fördert das Projekt mit 40 000 Euro.
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