Gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie testen die Orthop\u00e4den des Jenaer Universit\u00e4tsklinikums neuartige Biomaterialien als Knorpelersatz. Bioaktive Nanocellulose soll als Ger\u00fcst f\u00fcr den Aufbau neuen Knorpelgewebes dienen. Das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung f\u00f6rdert das Verbundprojekt “BioInside” mit 4 Millionen Euro.<\/b><\/p>\n
In den Gelenken dient Knorpel als eine Art Sto\u00dfd\u00e4mpfer f\u00fcr die Knochen. Das druckelastische oder faserige St\u00fctzgewebe f\u00e4ngt Druck- und Scherkr\u00e4fte ab, die bei allen Bewegungen auf die Knochen einwirken. Wird die Knorpelsubstanz aber durch Verschlei\u00df, Stoffwechselst\u00f6rungen oder Unf\u00e4lle besch\u00e4digt und in ihrer Funktion eingeschr\u00e4nkt, so greifen diese Kr\u00e4fte direkt am Knochen an, was sehr schmerzhaft ist.<\/p>\n
Um den Patienten mit Arthrose, Erkrankungen wie Osteochondrosis dissecans oder nach Sportunf\u00e4llen zu helfen, suchen die Orthop\u00e4den nach Verfahren, wie die Knorpelmasse in Knie, Sprunggelenk oder auch zwischen den Wirbeln repariert oder ersetzt werden kann. “Wir wollen eine Ger\u00fcststruktur aus Nanocellulose in das Gelenk einbringen, an die sich Knorpelzellen an- bzw. einlagern und so neue funktionsf\u00e4hige Knorpelsubstanz bilden k\u00f6nnen”, beschreibt Prof. Dr. Raimund W. Kinne vom Jenaer Universit\u00e4tsklinikum das Vorhaben.<\/p>\n
Diese Nanocellulose ist ein ganz besonderes Material. Es wird in den Laboren der Jenpolymer materials Ltd. & Co. KG, einer Ausgr\u00fcndung aus der Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t, von Bakterien hergestellt. So wird der Vielfachzucker Cellulose, der in der Pflanzenwelt vielf\u00e4ltig als Faser und Ger\u00fcst dient, zu einem Biomaterial mit vielen Einsatzm\u00f6glichkeiten. “Nanocellulose zeichnet sich durch Hydrophilie und breite chemische Modifizierbarkeit aus”, schw\u00e4rmt der Organochemiker und Entwicklungsleiter Prof. Dr. Dieter Klemm von dem Material, das auch als Ersatz f\u00fcr kleine Blutgef\u00e4\u00dfe verwendet werden kann.<\/p>\n
Die bakteriell synthetisierte Nanocellulose ist durch ihren hohen Wasseranteil ein guter Kandidat als Ersatz f\u00fcr die Knorpelmatrix. Der eigentliche Clou aber sind eingebundene bioaktive Molek\u00fcle. Sie sollen die im Gelenk vorhandenen Knorpelzellen anlocken, ihr Einwachsen in die Matrix erleichtern und die Matrixbildung anregen. Diese Katalysatoren f\u00fcr die Knorpelneubildung, spezifische Eiwei\u00dfmolek\u00fcle, werden von Firmenpartnern in Berlin, Jena und Aachen bearbeitet.<\/p>\n
“Von diesen bioaktiven Molek\u00fclen versprechen wir uns die entscheidenden Vorteile gegen\u00fcber schon etablierten Knorpelersatzverfahren”, so Raimund W. Kinne. “Wir wollen die neue Knorpelmatrix zellfrei implantieren und so dem Patienten den bislang \u00fcblichen vorhergehenden Eingriff ersparen, bei dem gesunde Knorpelzellen entnommen wurden”, betont der Leiter der Arbeitsgruppe Experimentelle Rheumatologie. Bisher werden die so gewonnenen Zellen im Labor auf der neuen Matrix kultiviert und mit ihr zusammen wieder eingesetzt.<\/p>\n
In dem jetzt beginnenden und 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 neuartigen Knorpelersatzes vorbereiten.<\/p>\n
Das Verbundprojekt er\u00f6ffnet der Nanocellulose noch weitere Anwendungsm\u00f6glichkeiten: Auch zur Bandscheibenreparatur und bei der Therapie von Hernien, wie zum Beispiel Leistenbr\u00fcchen, soll das Biomaterial zum Einsatz kommen.<\/p>\n