Endometriose: Neues Hydrogel-Implantat bringt Hoffnung

Ihre Erkenntnisse beschreiben sie in einer Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Advanced Materials publiziert wurde. 

Hydrogele werden vielfältig eingesetzt: in Kontaktlinsen, zur Freisetzung von Medikamenten im Körper, in Feuchtigkeitscremes, als Wasserspeicher im Boden, zur Reinigung von verschmutztem Wasser oder als Gelier- und Verdickungsmittel. Ein Hydrogel ist ein Gel aus einem Kunststoff, das Wasser binden kann. Forschende haben nun erstmals ein Hydrogel-Implantat entwickelt, das in die Eileiter von Frauen eingesetzt werden kann und zwei Funktionen erfüllt: Einerseits wirkt das Implantat als Verhütungsmittel, andererseits kann es die Entstehung und Ausbreitung von Endometriose verhindern.

Etwa 10% aller Frauen leiden an Endometriose. Die Entstehung der Krankheit ist bis heute nicht vollständig geklärt. Man vermutet, dass während der Menstruation Blut durch die Eileiter zurück in die Bauchhöhle fließt. Dieses Blut enthält Zellen der Gebärmutterschleimhaut, die sich in der Bauchhöhle ansiedeln und Entzündungen, Schmerzen und die Bildung von Narbengewebe verursachen können. Die Forschenden fanden heraus, wie ein Hydrogel-Implantat den Eileiter erfolgreich blockiert und damit auch den Rückfluss von Menstruationsblut verhindert. "Wir fanden heraus, dass das Implantat ein gummibärchenartiges, sehr weiches Gel sein muss, das nur minimal mit dem Gewebe reagiert und nicht als Fremdkörper wahrgenommen und abgestoßen wird", erklärt Alexandre Anthis, Erstautor der Studie. 

Ein Vorteil von Hydrogelen ist, dass sie bei Kontakt mit Flüssigkeit aufquellen. So ist das entwickelte Implantat zunächst nur etwa zwei Millimeter lang, kann mit einem Hysteroskop, einem Instrument zur Gebärmutterspiegelung, ohne Operation eingesetzt werden und schwillt dann im Eileiter auf mehr als die doppelte Größe an. Das Hydrogel wirkt dann wie eine Barriere und lässt weder Spermien noch Blut durch. "Unser Hydrogel-Implantat lässt sich mit UV-Licht oder einer speziellen Flüssigkeit leicht abbauen, sodass es nicht operativ entfernt werden muss, sollte eine Patientin den Eingriff rückgängig machen wollen", führt Prof. Dr. Inge Herrmann vom Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik und an der Empa aus.

Eine der größten Herausforderungen sei es gewesen, die richtige Balance zwischen Stabilität und Abbaubarkeit zu finden, sagt Anthis. "Wir wollten sicherstellen, dass das Implantat kompatibel, aber stabil ist." Dazu führten die Forschenden zunächst Ex-vivo-Experimente an menschlichen Eileitern durch, die beispielsweise wegen eines Eierstockkrebses entfernt worden waren. In einem zweiten Schritt wurde das Implantat einem Schwein eingesetzt. Nach drei Wochen war das Hydrogel-Implantat noch an Ort und Stelle, und es hatte keine Fremdkörperreaktion gegeben. 

Zusammen mit der ETH und Empa meldeten die Forschenden ein Patent an. Bis zur Marktreife müssen noch weitere Abklärungen getroffen und Studien durchgeführt werden. Das Team sucht nach Kooperationspartnern in der Industrie und im Hochschulbereich, um die Technologie denjenigen zugänglich zu machen, die sie am dringendsten benötigen. Da es sich bei der Endometriose um eine menschliche Krankheit handelt, ist es nicht einfach herauszufinden, wie sich das Hydrogel-Implantat über längere Zeit im Eileiter verhält, gerade auch bei Aktivitäten wie Sport. Eine weitere Herausforderung wird sein, zu klären, ob Endometriose im Bauchraum allein durch die Blockade der Eileiter verhindert werden kann. Hierzu wollen die Forschenden klinische Datensätze von Endometriose-Patientinnen analysieren. 

"An der Schnittstelle zwischen Materialwissenschaften, Verfahrenstechnik und Gynäkologie wird bisher sehr selten geforscht. Dabei ist dieses Forschungsgebiet enorm wichtig. Wenn wir mit unserer Arbeit einen Beitrag leisten können, ist das ein wichtiger Schritt," sagt Herrmann, welche vor Kurzem das Ingenuity Lab an der Universitätsklinik Balgrist eröffnet hat, um Materialinnovationen in die Klinik zu bringen. 

Quelle: ETH Zürich

17.07.2024

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