Innovative Behandlungsoptionen für arthrosebedingte Gelenkerkrankungen
Etwa 40 Millionen Menschen in Europa sind von Arthrose betroffen, einer chronisch degenerativen Gelenkerkrankung, die mit Schmerzen, Steifheit und eingeschränkter Beweglichkeit einhergeht. In der Regel werden kleine osteochondrale Defekte, deren Ursache Knorpel- und Knochenabbauprozesse im Gelenk sind, mit Entzündungshemmern, Übungen zum Muskelaufbau und Knochenmarkstimulation behandelt. „Bei fortschreitender Erkrankung werden diese Strategien aber zunehmend wirkungslos, da eine dauerhafte Regeneration großer athrosebedingter Schäden damit nicht möglich ist“, erklärt Ricardo Donate González, Doktorand und Chemieingenieur an der Universiät Las Palmas in Gran Canaria Webseite auf Spanisch. „Somit entscheiden sich Betroffene letztendlich oft doch für eine Totalendoprothese.“ Es sei denn, es gäbe eine praktikable Behandlungsoption, wenn die Arthrose zu weit fortgeschritten ist eine Option, mit der sich vollständiger Gelenkersatz hinauszögern oder gar ganz vermeiden ließe. Und hier kommt das EU-finanzierte Projekt BAMOS ins Spiel. An dem im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekt waren Forschende aus Europa und China beteiligt, um eine innovative, kostengünstige Scaffold-Technologie für die frühzeitige Intervention bei Arthrose zu entwickeln.
Osteochondrale Scaffolds mit guten Ergebnissen
Scaffolds sind dreidimensionale Gerüststrukturen, die im Fachbereich Gewebezüchtung das Zellwachstum und die Gewebeneubildung fördern. Mit den im Rahmen von BAMOS entwickelten Scaffolds könnten, so die Arbeitsgruppe, vor allem größere athrotische Defekte im Mittel- oder Spätstadium behoben werden. „Dabei sollte vor allem nicht nur Schmerz gelindert, sondern auch die Bewegungsfähigkeit erhalten und damit allgemein die Lebensqualität verbessert werden“, erklärt Donate González. So entwickelte das Projekt neue Biomaterialien für die Regeneration von Knochen- und Knorpelgewebe, etwa biologisch abbaubare Polymere, Keramikmaterial, Titanlegierungen sowie Hydrogele natürlichen Ursprungs. Ein weiteres Ergebnis sind innovative bioaktive Beschichtungsverfahren, um die biologische Funktionalität der Scaffolds zu verbessern. „Mit diesen Materialien sowie verschiedenen additiven Fertigungsverfahren konnten wir mehrere osteochondrale Scaffolds herstellen und bestätigen, dass sie die Gewebeintegration und -regeneration oft deutlich verbessern“, so Donate González. Wichtige Ergebnisse waren zudem ein aus drei Schichten verschiedener Materialien bestehender osteochondraler Scaffold sowie zwei Modelle von Bioreaktoren für optimierte In-vitro- und Ex-vivo-Tests im Labor. Für alle Technologien des Projekts ist die vollständige präklinische Prüfung bereits abgeschlossen, sodass nun klinische Studien folgen können.
Aufbau zukunftsfähiger Partnerschaften
Neben den technischen Erfolgen kann das Projekt auch auf tragfähige länderübergreifende Partnerschaften zwischen Forschungseinrichtungen verweisen. „Ein konkretes Projektziel war etwa die Ausbildung von Nachwuchsforschenden und die Vermittlung von Wissen und Kompetenzen auf neuestem Stand, um eine der größten medizinischen Herausforderungen unserer Zeit lösen zu können“, so Donate González. „Wie unsere wissenschaftlichen Ergebnisse belegen, ist uns auch dies gelungen.“ Die Forschenden beantragen derzeit das Patent für den BAMOS-Bioreaktor sowie weitere Finanzierung, um die im Projekt entwickelten Scaffolds zu optimieren. „Mit Sicherheit werden unsere Ergebnisse und vor allem die von uns ausgebildeten Forschenden dazu beitragen, unsere Scaffold-Technologie weiterzuentwickeln und so die Behandlung arthrosebedingter Gelenkerkrankungen völlig neu zu denken“, schließt Donate González.
Schlüsselbegriffe
BAMOS, Arthrose, Gelenkerkrankungen, Scaffold-Technologie, Gerüst, Gelenkersatz, Totalendoprothese, Gewebezüchtung, Biomaterialien, additive Fertigung, Nachwuchsforschende