Reparatur von geschädigtem Gewebe durch Hydrogelinjektion
Hydrogele unterstützen die Regeneration von Gewebe nach Unfall oder Krankheit. Oncay Yasa und Robert Katzschmann haben ein schwammartiges Hydrogel entwickelt, welches sich durch eine Kanüle injizieren l?sst. Die erm?glicht Patienten einen minimal invasiven Eingriff für die Implantierung.
Professor Robert Katzschmann und Dr. Oncay Yasa haben neuartige Zusammensetzungen für Hydrogele entwickelt, die sich wie Schw?mme verhalten. Das Material schrumpft unter Kompression enorm und nimmt seine Form wieder an, wenn es losgelassen wird. Solche Hydrogele k?nnen in der regenerativen Medizin eingesetzt werden, zum Beispiel für die Reparatur von Knorpel- und Knochengewebe. Das hochkomprimierbare Hydrogel wird ausserhalb des K?rpers hergestellt und dann mit einer Nadel injiziert. Der Vorteil ist ein minimal invasiver Eingriff, um das Material dort zu platzieren, wo es gebraucht wird.
Der Zaubertrick hinter dem schwammartigen Verhalten des Hydrogels sind speziell pr?parierte rote Blutk?rperchen, die als Gerüst dienen. Die Zellen wurden so pr?pariert, dass Flüssigkeit aus den Zellen hinaus und wieder hinein diffundieren kann. Wird das Hydrogel zusammengedrückt, so wird die Flüssigkeit aus den Zellen hinausgepresst. Dabei reduziert sich das Volumen der gesamten Struktur. L?sst der Druck nach, so fliesst die Flüssigkeit zurück in das Zellinnere und das Gewebe schwillt makroskopisch an. Die Zellw?nde von roten Blutk?rperchen sind enorm robust und deformieren sich reversibel unter Belastung. Das macht sie zu idealen Bausteinen für das zusammendrückbare Hydrogel.
Yasa erl?utert weitere Vorteile ihres Hydrogels: “Diese Erfindung ist biokompatibel und biologisch abbaubar, da wir die roten Blutk?rperchen des Patienten selbst nutzen k?nnen. Dies ist ein wichtiger Aspekt, denn das Hydrogel unterstützt die Regenerierung des Gewebes in der ersten Phase. Sp?ter zersetzt sich es langsam und macht Platz für das natürlich nachwachsende Gewebe."
Katzschmann sieht das auf roten Blutzellen basierende Hydrogel als eine Plattformtechnologie mit zahlreichen Anwendungen. Neben der Gewebebehandlung in der regenerativen Medizin kann das Hydrogel auch als System zur Verabreichung von Medikamenten dienen. Das Hydrogel l?sst sich w?hrend der Polymerisierung mit Wirkstoffen beladen und kann dann lokal injiziert werden, wo die Behandlung notwendig ist. So wird eine weite Verteilung des Wirkstoffs im K?rper vermieden und Nebenwirkungen m?glicherweise reduziert. Ein langfristiges Ziel ist die Entwicklung von Soft-Robotern aus funktionalen Hydrogelen, die sich im K?rper fortbewegen k?nnen. Katzschmann begrüsst die Rückmeldung der Industrie zu weiteren Anwendungen: “Wir sind offen für die Anwendung der Technologie in anderen Bereichen, für die Anpassung an unterschiedliche Wirkstofftr?ger und sehen auch andere Instrumente als Spritzen für die Darreichung.”
Kontakt/Links:
Soft Robotics Lab, Prof. Robert Katzschmann
Publikation: "externe Seite Perforated red blood cells enable compressible and injectable hydrogels as therapeutic vehicles"
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