Was Cellulose im Knie leisten kann

Wissenschaften
02.10.08   von  
Gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie testen Orthopäden des <a href=http://www.uniklinikum-jena.de>Jenaer Uniklinikums</a> neuartige Biomaterialien als Knorpelersatz. Bioaktive Nanocellulose soll als Gerüst für den Aufbau neuen Knorpelgewebes dienen. Das deutsche Forschungsministerium fördert das Verbundprojekt "BioInside" mit 4 Mio €. Was Cellulose im Knie leisten kann <% image name="Nanocellulose" %><p> <small> Die bakterielle Nanocellulose ist ein guter Ersatz für die Knorpelmatrix. &copy; von der Gönna/UKJ </small> <table> <td width="110"></td><td><small> <b>In den Gelenken</b> dient Knorpel als eine Art Stoßdämpfer für die Knochen. Das druckelastische oder faserige Stützgewebe fängt Druck- und Scherkräfte ab, die bei allen Bewegungen auf die Knochen einwirken. Wird die Knorpelsubstanz aber durch Verschleiß, Stoffwechselstörungen oder Unfälle beschädigt und in ihrer Funktion eingeschränkt, so greifen diese Kräfte direkt am Knochen an, was sehr schmerzhaft ist. </small></td> </table> Um bei Arthrose, Osteochondrosis dissecans oder nach Sportunfällen zu helfen, suchen Orthopäden nach Verfahren, wie die Knorpelmasse in Knie, Sprunggelenk oder auch zwischen den Wirbeln repariert oder ersetzt werden kann. "Wir wollen eine Gerüststruktur aus Nanocellulose in das Gelenk einbringen, an die sich Knorpelzellen an- bzw. einlagern und so neue funktionsfähige Knorpelsubstanz bilden können", beschreibt Raimund W. Kinne vom Jenaer Uniklinikum das Vorhaben. Diese Nanocellulose ist ein ganz besonderes Material. Es wird in den Laboren der Jenpolymer materials, einer Ausgründung der Friedrich-Schiller-Uni, von Bakterien hergestellt. So wird der Vielfachzucker Cellulose zu einem Biomaterial mit vielen Einsatzmöglichkeiten. "Nanocellulose zeichnet sich durch Hydrophilie und breite chemische Modifizierbarkeit aus", schwärmt Entwicklungsleiter Dieter Klemm von dem Material, das auch als Ersatz für kleine Blutgefäße verwendet werden kann. Die bakteriell synthetisierte Nanocellulose ist durch ihren hohen Wasseranteil ein guter Kandidat als Ersatz für die Knorpelmatrix. Der eigentliche Clou aber sind eingebundene bioaktive Moleküle. Sie sollen die im Gelenk vorhandenen Knorpelzellen anlocken, ihr Einwachsen in die Matrix erleichtern und die Matrixbildung anregen. Diese Katalysatoren für die Knorpelneubildung, spezifische Eiweißmoleküle, werden von Firmenpartnern in Berlin, Jena und Aachen bearbeitet. "Von diesen bioaktiven Molekülen versprechen wir uns entscheidende Vorteile gegenüber etablierten Knorpelersatzverfahren", so Kinne. "Wir wollen die neue Knorpelmatrix zellfrei implantieren und so dem Patienten den bisher üblichen vorhergehenden Eingriff ersparen, bei dem gesunde Knorpelzellen entnommen wurden." Bisher werden die so gewonnenen Zellen im Labor auf der neuen Matrix kultiviert und mit ihr zusammen wieder eingesetzt. In dem auf 3 Jahre angelegten Projekt werden die Wissenschaftler die bioaktive Nanocellulose im Labor und in einem Tiermodell mit Knorpeldefekten testen. Damit wollen sie die klinische Erprobung des neuartigen Knorpelersatzes vorbereiten. Das Verbundprojekt eröffnet der Nanocellulose noch weitere Anwendungsmöglichkeiten: Auch zur Bandscheibenreparatur und bei der Therapie von Hernien, wie zum Beispiel Leistenbrüchen, soll das Biomaterial zum Einsatz kommen.