Bioaktive Implantate als Knorpelersatz

Foto: Nanocellulose im Glas

Nanocellulose ist ein guter Ersatz
für die Knorpelmatrix; © Gönna/UKJ

Um Patienten mit Arthrose oder nach Sportunfällen zu helfen, suchen die Orthopäden nach Verfahren, wie die Knorpelmasse in Knie, Sprunggelenk oder auch zwischen den Wirbeln repariert oder ersetzt werden kann. "Wir wollen eine Gerüststruktur aus Nanocellulose in das Gelenk einbringen, an die sich Knorpelzellen an- beziehungsweise einlagern und so neue funktionsfähige Knorpelsubstanz bilden können", erklärt Professor Raimund W. Kinne vom Jenaer Universitätsklinikum.

Nanocellulose wird im Labor von Bakterien hergestellt. So wird der Vielfachzucker Cellulose, der in der Pflanzenwelt oft als Faser und Gerüst dient, zu einem Biomaterial mit vielen Einsatzmöglichkeiten.

Die bakteriell synthetisierte Nanocellulose ist durch ihren hohen Wasseranteil ein guter Kandidat als Ersatz für die Knorpelmatrix. Der eigentliche Clou aber sind eingebundene bioaktive Moleküle. Sie sollen die im Gelenk vorhandenen Knorpelzellen anlocken, ihr Einwachsen in die Matrix erleichtern und die Matrixbildung anregen.

"Von diesen bioaktiven Molekülen versprechen wir uns die entscheidenden Vorteile gegenüber schon etablierten Knorpelersatzverfahren", so Raimund W. Kinne. "Wir wollen die neue Knorpelmatrix zellfrei implantieren und so dem Patienten den bislang üblichen vorhergehenden Eingriff ersparen, bei dem gesunde Knorpelzellen entnommen wurden", so Kinne weiter. Bisher werden die so gewonnenen Zellen im Labor auf der neuen Matrix kultiviert und mit ihr zusammen wieder eingesetzt.

In einem auf drei Jahre angelegten Projekt werden die Wissenschaftler die bioaktive Nanocellulose im Labor und in einem Tiermodell mit Knorpeldefekten testen. Damit wollen sie die klinische Erprobung des neuen Knorpelersatzes vorbereiten. Das mit vier Millionen Euro vom BMBF geförderte Projekt eröffnet der Nanocellulose noch weitere Anwendungsmöglichkeiten. Auch bei der Bandscheibenreparatur oder bei Leistenbrüchen soll das Biomaterial eingesetzt werden.

MEDICA.de; Quelle: Friedrich-Schiller-Universität Jena