Minimal-invasive Behandlungen für belastete Bandscheiben des unteren Rückens
Die Wirbel der Wirbelsäule sind voneinander durch Bandscheiben (IVD) getrennt, die eine flexible Biegebewegung ermöglichen. Die Scheiben bestehen aus einem elastischen Gallertkern, dem Nucleus pulposus (NP), der von einer harten äußeren Schicht aus Faserknorpeln, dem Faserring, umgeben ist. Da NP mit zunehmendem Alter Wasser und ihre Elastizität verlieren, kommt es durch die mechanische Belastung des Ringraums zu Rissen, Entzündungen und Nervenwurzelreizungen. Da degenerative Bandscheiben (DDD) nicht von selbst regenerieren, wird mit Entzündungshemmern, Physiotherapie oder auch operativem Eingriff, bei dem die Wirbel versteift werden, Abhilfe geschaffen. Das EU-geförderte Projekt NPMIMETIC(öffnet in neuem Fenster) (Biomimetic nano-fiber-based nucleus pulposus regeneration for the treatment of degenerative disc disease) entwickelte neue minimal-invasive Technologien, um die Bandscheibenfunktion wiederherzustellen und deren Flexibilität zu erhalten. Anfängliche Untersuchungen von gesunden und kranken IVD zeigten, dass der entscheidende Faktor für das mechanische Verhalten der Scheibe der Intradiskaldruck war, nicht nur die Fließeigenschaften der Flüssigkeit im NP. Für leicht beschädigte Bandscheiben entwickelten und validierten die Forscher innovative nanobiopolymere Konjugate für Fibrinogen-Hyaluronsäure (FBG-HA), funktionalisiert mit chondrogenen Wachstumsfaktoren (GF). Ein weiteres Gel zeigte stärkere biologische Aktivität. In in-vitro- und in in-vivo-Tests erwiesen sie sich als sicher und machbar. In weitere Studien soll die Unterschiede zwischen den in vivo- und den in vitro-Ergebnissen erklärt werden und GF-Dosierung und das System zur kontrollierter Freisetzung untersucht werden. Ein "Ravioli", ein lastenbeständiger NP, wurde entwickelt, um schwerere Fälle von Bandscheibendegeneration zu bekämpfen. Das synthetische NP-Implantat besteht aus einer Hydratation-basierten Quellfolie, die von einer Polymerhülle umgeben ist. Das Implantat zeichnet sich durch hohe mechanische Festigkeit und Benetzbarkeit aus und ist in keinerlei Hinsicht toxisch. Darüber hinaus wurde Zelladhäsion und Proliferation auf dem Außenmaterial erreicht, ein Proof of Concept für das Potenzial zur Medikamenteneindämmung und eine kontrollierte Freisetzung sowie des Widerstands gegen Kräfte weit über physiologischen und Spitzenbelastungsbedingungen erstellt. In einer in vivo-Pilotstudie zeigten die Ravioli unzureichend Schwelldruck und Implantatretention und drangen auch in die Bohrlöcher in Ziegenwirbelkörpern ein. Weitere Studien sind noch erforderlich, aber die Errungenschaften von NPMIMETIC versprechen, die Kluft zwischen konservativer Behandlung und radikaler Zwischenkörperwirbelsäulenfusion zu überbrücken. Die neuen Therapien bieten eine minimal-invasive Lösung zur Behandlung degenerativer Bandscheibenerkrankungen. Sobald die klinischen Studien erfolgreich abgeschlossen sind, könnte ein injizierbares Gerüst für die Geweberegeneration die dringend benötigte minimal-invasive Lösung darstellen und das Leid der Millionen Betroffenen lindern.
Schlüsselbegriffe
Minimal-invasive Behandlung, DDD, Gel, NP-Implantat, Ravioli
