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Sehnenregeneration mit biomimetischen Gerüsten

Sehnen sind faseriges Bindegewebe, das hauptsächlich aus Kollagenfasern Typ I besteht. Das Projekt TENDON REGENERATION entwickelte Kollagen-basierte biomimetische Gerüste für die Behandlung von Sehnenverletzungen, die nicht nur schmerzhaft sind, sondern den Patienten auch für lange Zeit außer Gefecht setzen.
Sehnenregeneration mit biomimetischen Gerüsten
Das EU-finanzierte Projekt TENDON REGENERATION (Targeting functional tendon regeneration using a loaded biomimetic scaffold. An integrated pan-European approach) war eine Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft. Ihr Ziel war die Entwicklung eines 3D-Gerüsts, das natürliche Sehnen nachahmt und die Sehnenheilung fördert.

Im Laufe des Projekts optimierten die Wissenschaftler die Herstellungsverfahren für Kollagen und menschliches rekombinantes Resilin, ein elastisches Protein, das in vielen Insekten vorkommt. Das am besten geeignete Vernetzungsverfahren wurde ausgewählt, um stabile Fasern aus biokompatiblem Kollagen zu erhalten, die der nativen Sehnenstruktur ähneln.

Es wurden mehrere Faserverbunde erfolgreich hergestellt, die anschließend mit Vernetzern stabilisiert und mit bioaktiven Molekülen funktionalisiert wurden. Diese Gerüste wurden ausgiebig und mit vielversprechenden Ergebnissen in vitro und auch in einem präklinischen Modell getestet. Darüber hinaus optimierten die Forscher Protokolle für die Isolierung und Kultivierung von Sehnenstammzellen und Tenocyten (auch als Sehnenzellen bezeichnet), um sicherzustellen, dass sie ihren Phänotyp beibehalten.

Ein wesentlicher Erfolg ist die Entwicklung einer kontinuierlichen Extrusionssystems, das letztlich für die kommerzielle Produktion von dreidimensionalen faserigen Kompositen hochskaliert werden kann. Außerdem wurden 22 Forscher gefördert und ausgebildet, um deren Karrierechancen zu verbessern und die Verfügbarkeit von Fachkräften im Bereich der Biomaterialien zu gewährleisten.

Der Erfolg des Projekts ist an der Veröffentlichung von zehn Artikeln in bedeutenden Zeitschriften abzulesen, weitere Arbeiten sind in Vorbereitung. Die Projektergebnisse wurden auch in zahlreichen internationalen Tier-1-Konferenzen und Tagungen verbreitet, etwa von der Internationalen Gesellschaft für Gewebe-Engineering und regenerative Medizin oder der Europäischen Gesellschaft für Biomaterialien.

Die Mitglieder von TENDON REGENERATION haben mit ihren Technologien bereits einen Technologiereifegrad (Technology Readiness Level, TRL) der Stufe 4 erreicht. Weltweit gibt es 200.000 neue Fälle mit Sehnenverletzungen und diese Zahl steigt stetig. Erfolgreiche klinische Tests würden die Verfügbarkeit von wirksamen Therapiemöglichkeiten für diese Patienten gewährleisten. Die entwickelten Plattformtechnologien könnten auch für andere dringende Bereiche in der klinische Praxis umgesetzt werden (z.B. Wundheilung, Hernie, periphere Nerven), und so die Entstehung einer neuen Produktfamilie von Faserersatz fördern.

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Schlüsselwörter

Sehnenregeneration, biomimetisches Gerüst, Kollagen, Resilin, Phänotyp, Extrusion
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