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Projektleiter:
Prof. Dr. Michael Gelinsky

Laufzeit:
01.04.2015-30.09.2016

Projektbeschreibung:
Die aktuell sehr eingeschränkten Behandlungsmöglichkeiten von Gelenkknorpel- bzw. Knochen-Knorpel-Defekten und deren oft nicht zufriedenstellende Heilung zeigen, dass ein großer Bedarf an alternativen regenerativen Behandlungsstrategien wie dem Tissue Engineering besteht. Im Rahmen des Projektes sollen biphasige, monolithische Konstrukte entwickelt werden, mit denen eine schnelle Defektheilung realisiert werden kann. Dazu sollen – ausgehend von einem alginatbasierten biphasigen Konstrukt – der Knochenteil und der Knorpelteil zunächst unabhängig voneinander optimiert werden. Durch die nähere Anpassung des Knorpelteils an das natürliche Vorbild durch Einbettung kleiner Zellaggregate kann eine gesteigerte Neusynthese von extrazellulärer Matrix erwartet werden. Der Knochenteil soll hinsichtlich einer verbesserten Adhäsion von Zellen modifiziert werden, um ein Einwachsen von Stammzellen aus dem Knochenmark zu ermöglichen. Die Entwicklungen beider Einzelphasen fließen schließlich zusammen. Durch Anwendung des Verfahrens der gerichteten ionotropen Gelbildung entstehen biphasige und monolithische Konstrukte mit optimierten Eigenschaften, die eine Regeneration des defekten Gewebes potentiell beschleunigen können. Dies ist ein entscheidender Meilenstein zur Umsetzung des Tissue Engineering- Konzeptes bei der Behandlung osteochondraler Defekte. Die im Rahmen des Projektes gewonnenen Ergebnisse müssen in vivo validiert werden, indem die entwickelten Zell-Matrix-Konstrukte in das allgemein akzeptierte osteochondrale Defektmodell des Schafes implantiert werden. Um das beschriebene Konzept zur Behandlung osteochondraler Defekte letztendlich in die klinische Praxis zu überführen, muss die Bildung sehr kleiner Zellaggregate aus autologen Stamm- oder Knorpelzellen unter GMP-Bedingungen etabliert werden, was aber aus Sicht der Antragsteller praktisch umsetzbar ist. Der biomimetische Ansatz zur Erzeugung zellhaltiger Hydrogele mit anisotroper Porenstruktur ist nicht begrenzt auf eine potentielle Anwendung für die Regeneration von osteochondralem Gewebe, sondern kann auch für andere Gewebe weiterentwickelt werden. Aufgrund der Möglichkeit biphasige und zudem monolithische Scaffolds herzustellen sind die zellhaltigen Hydrogele vor allem für die Regeneration von Defekten an Gewebegrenzflächen interessant.

Projektbearbeiterin:
Dipl.-Ing. Kathleen Schütz