Körpereigener Knorpelersatz

Verletzungen an Gelenkknochen und Knorpeln können gravierende Folgen haben, bis hin zur Arthrose. Prof. Dr. Prasad Shastri, Professor für Biofunktionale Makromolekulare Chemie im Exzellenzcluster BIOSS in Freiburg, ist Experte für Tissue Engineering (TE), die Gewebekonstruktion und Gewebezüchtung aus körpereigenen Zellen. Mit Kollegen aus Maastricht hat er jetzt einen Weg gefunden, wie günstig und im Schnellverfahren ausreichend körpereigene Knorpelsubstanz hergestellt werden kann.

Oft sind Schäden an den großen Gelenken, wie Knie, Fuß, Hüfte oder Schulter der Anfang eines schmerzhaften und die Beweglichkeit einschränkenden Prozesses. Weil Knorpel nach Abschluss des Körperwachstums nicht mehr nachwachsen, werden Defekte, wie sie durch Unfälle und Abnutzung entstehen, nicht durch neue Knorpelbildung aufgefangen. Gentechnik und Molekularbiologie ermöglichen es heute, gesunde Knorpelzellen zu entnehmen und außerhalb des Körpers unter speziellen Bedingungen zu vermehren. Diese Knorpelgewebe können dann in den Knorpeldefekt eingebracht werden und wachsen dort wieder an. Bislang ist das Reparieren von Knorpel- und Knochenschäden durch körpereigenes Material jedoch schwierig. Das Nachzüchten von körpereigenem Gewebe ist kompliziert und teuer, bis zur gewünschten Funktionsfähigkeit des Implantates dauert es sehr lange. Die Entwicklung dieser neuen Technologie steckt noch in den Kinderschuhen. In dem renommierten US-amerikanischen Fachjournal PNAS erläutern Prof. Shastri und seine Mitautoren eine neue klinische Strategie zur "de novo"- Herstellung von passgerechtem Knorpelgewebe in nur drei Wochen.

Den Wissenschaftlern gelang es, große Knorpelstücke im lebenden Gewebe mittels eines speziellen Verfahrens zu erzeugen. Durch die einfache Zugabe von Agarose-Gel, einem in der Biochemie gebräuchlichen Biomaterial in die Membran von der die Knochenoberfläche bedeckt ist, konnte in diesem Bereich Sauerstoffmangel erzeugt werden. Dieser Sauerstoffmangel (hypoxia) veranlasst und stimuliert die Knorpelentwicklung, so die zentrale These der Arbeit. Die in diesem Bioreaktor hergestellte Knorpelsubstanz wurde ins Knie transplantiert, passte sich dort gut an die neue Umgebung an und zeigte auch nach neun Monaten noch keine Anzeichen von Verkalkung.

Publikation:
Molly M. Stevens, Robert P. Marini, Dirk Schaefer, Joshua Aronson, Robert Langer, and V. Prasad Shastri:
In vivo engineering of organs: The bone bioreactorPNAS 2005 102:11450-11455; published online before print July 29, 2005, doi:10.1073/pnas.0504705102

16.02.2010

Mehr aktuelle Beiträge lesen

Verwandte Artikel

Photo

Intrazelluläres Straßennetz sorgt für Ordnung

Damit Gewebe fehlerfrei arbeiten und ihre Aufgaben im Körper erfüllen, ist die genaue Regulation ihrer inneren Ordnung essentiell. Ein interdisziplinäres Team aus Wissenschaftlern verschiedener…

Bio-Architektur gegen Krebs und Alterung

In der Zellforschung wird ein neues Kapitel aufgeschlagen: Jenseits genetischer und biochemischer Prozesse betrachten Forscher die physikalischen Eigenschaften von Zellen und den Einfluss…

Photo

Vielversprechender Ansatz gegen MRSA & Co.

Blaulicht-Laser bekämpft resistente Erreger

Laser aus Blaulicht helfen dabei, multiresistente Bakterien ohne Antibiotika zu töten. Bei Blaulicht handelt es sich um die Strahlung, die unter anderem LED-Bildschirme von sich geben. Diese…

Verwandte Produkte

BD Vacutainer Urine Tubes for Microbiology

Other

BD Vacutainer Urine Tubes for Microbiology

BD – Becton Dickinson
Eppendorf – Mastercycler nexus X2

Research Use Only (RUO)

Eppendorf – Mastercycler nexus X2

Eppendorf AG
Hund – medicus plus Myko

Microscopy

Hund – medicus plus Myko

Helmut Hund GmbH
Olympus – CX33

Microscopy

Olympus – CX33

Olympus Europa SE & Co. KG
Sarstedt – Low DNA Binding Micro Tubes

Research Use Only (RUO)

Sarstedt – Low DNA Binding Micro Tubes

SARSTEDT AG & CO. KG
Shimadzu – Axima iDplus Assurance

Mass Spectrometry

Shimadzu – Axima iDplus Assurance

Shimadzu Europa GmbH