Knochendefekte füllen – Ersatzgewebe mit eigener Blutversorgung

Interview mit Prof. Raymund Horch, Direktor der Plastisch- und Handchirurgischen Klinik Universitätsklinikum Erlangen

Gewebe im Labor züchten, den Patienten bei Bedarf einsetzen, fertig! So schön einfach, wie man es sich zu Beginn des "Tissue Engineering" erhoffte, geht es leider nicht. Zwar können stabile Gewebe, etwa für Knochendefekte, durchaus in der Petrischale gezüchtet werden. Nur sterben diese leider im Körper schnell wieder ab, wenn die entsprechende Nährstoffversorgung fehlt.

01.02.2016

Foto: Prof. Raymund Horch

Prof. Raymund Horch; © privat

Prof. Raymund Horch vom Universitätsklinikum Erlangen entwickelte deshalb eine Methode, das Gewebe mit einer eigenen Blutversorgung zu versehen. MEDICA.de sprach mit ihm über das Verfahren.

Herr Prof. Horch, um Gewebe- und Knochendefekte mit vaskularisiertem Gewebe zu füllen, verwenden Sie eine eigens entwickelte Methode. Wie sieht Ihre Behandlung aus?

Raymund Horch: Unser Ansatz zielt zunächst auf die Wiederherstellung der Blutgefäßversorgung und erst im zweiten Schritt auf die Einbringung neuer Zellen in den Defekt. Unsere ersten Versuche mit diesem Verfahren haben wir anhand von Knochendefekten durchgeführt. Denn gerade diese Defekte machen den Patienten Probleme. Die gängige Behandlung sieht so aus, dass von einer anderen Stelle des Körpers, etwa der Beckenschaufel oder dem Schulterblatt, Knochen entnommen wird. Das bedeutet natürlich, dass an diesen Stellen ein Schaden entsteht, der sich für die Patienten nachteilig auswirken kann. Letztlich will man nicht einen größeren Schaden anrichten als beheben. Deshalb versorgen wir zunächst das betroffene Areal mit neuen Blutgefäßen und geben im Anschluss Stammzellen des Patienten gemischt mit Knochenersatzmaterialien hinzu. Wir verfolgen also nicht den Ansatz, etwas im Labor nachzubauen, sondern helfen dem Körper vielmehr, selbst etwas wieder herzustellen. Dies ist besonders hilfreich bei Patienten mit größeren Defekten, denn gerade diese kann man nicht einfach mit einem Gewebeersatz füllen – der würde aufgrund der mangelenden Versorgung schnell wieder absterben. Denn bis eigenständig neue Blutgefäße wachsen, dauert es unter Umständen Wochen. Bis dahin bleibt das Ersatzgewebe unversorgt.
Grafik des Verfahrens

Knochenmarksstammzellen vom Patienten werden mit Knochenersatzmaterial mittels Fibrinkleber in den Defekt eingebracht. Dort können kleine Blutgefäße aussprossen und mithilfe der Matrix den Defekt wieder aufbauen; © privat


Wie wird das neue Blutgefäßsystem im Defekt integriert?

Horch: Wir legen einen Bypass. Hierfür benutzen wir eine Oberflächenvene, zum Beispiel eine Krampfader, deren Entfernung keinen nennenswerten Schaden verursacht. Diese wird an eine Schlagader angeschlossen und wandelt sich dort um. Es bildet sich ein ganz neues Blutgefäßsystem, das vorher noch nicht dort war. Dieses neue System sprosst aus, bildet kleine Verzweigungen und ernährt dann die zum Teil mittransportierten eigenen Stammzellen. Der Körper kann dann an dieser Stelle mithilfe des Baumaterials das Loch flicken. Ist eigentlich ganz einfach.

Wie stellen Sie sicher, dass sich genug Aussprossungen bilden?

Horch: Es gibt sehr viele Untersuchungen, die zu diesem Thema über viele Jahre hinweg gemacht wurden. Deshalb wissen wir, dass es bei diesem sogenannten Niederdrucksystem zur Aussprossung vorne an der Gefäßspitze kommt. Das passiert natürlich nicht bei einem Bypass am Herzen – dort ist der Druck des Blutes zu hoch. Der Unterschied besteht wohl darin, dass wir eine Schleifenfistel legen, in die Blut mit einem hohen Druck hineinfließt und mit normalem Druck in die Vene zurückfließt. Wir wissen durch Untersuchungen, dass immer vorne an der Spitze, im Übergangsbereich zwischen Hochdruck- und Niedrigdrucksystem, Angiogenese stattfindet. Dort wird der Körper scheinbar stimuliert.

Ihr Vorgehen erscheint so einfach. Wieso ist man nicht bereits vor Jahren darauf gekommen?

Horch: Ich verfolge diesen Ansatz schon sehr lange. Wir haben das Verfahren bereits vor vielen Jahren an Kleintieren getestet und sind dann zu den Großtiermodellen übergegangen. Ich arbeite am Tissue Engineering seit Anfang der neunziger Jahre. Mir war immer klar, dass man es in die klinische Realität bringen muss. Als deutlich wurde, dass es nicht funktioniert, ein Gerüst und Zellen zu nehmen, um einen Defekt stabil zu füllen, versuchten wir, einen anderen Ansatz zu entwickeln. Wir beziehen die Mikrochirurgie in unsere Behandlung mit ein. Als plastische Chirurgen verpflanzen wir täglich kleinste Blutgefäße und Gewebe von A nach B. In der Grundlagenforschung findet das in der Regel nicht statt. Es dauert meist mehrere Monate, bis wir einen Mitarbeiter so geschult haben, dass er Mikrooperationen durchführen kann. Es ist nichts, was man im „normalen“ Labor machen würde. Das haben wir über viele Jahre entwickelt und deswegen hat es vielleicht auch ein bisschen gedauert. Nun können wir es jedoch guten Gewissens Patienten anbieten.

Gibt es Patienten, die sich nicht für diese Behandlungsform eignen?

Horch: Bei einer akuten Infektionssituation würde man die Behandlung nicht machen wollen. Wir behandeln Wunden, in denen die Infektion beherrscht ist oder die mit anderen Methoden nicht zu therapieren sind. Natürlich ist die Operation ein bisschen aufwendiger als eine normale OP. Ehrlich gesagt kann ich auch nicht versprechen, dass sich die Behandlung in der derzeitigen Vergütungsstruktur widerspiegelt. Ich bin aber überzeugt, dass es in Zukunft noch weitere Anwendungen für diese Art der Defektbehandlung geben wird.
Foto: Simone Ernst; Copyright: B. Frommann

© B. Frommann

Das Interview führte Simone Ernst.
MEDICA.de