Neuartiger Gewebeersatz aus Hightech-Fasern

Die rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen zeigen mit Zellen besiedelte elektrogesponnene Trägersubstrate. (Bildquelle: Fraunhofer IGB)

Um wachsen zu können, benötigen die Zellen eine Art Unterlage, ein strukturelles Gerüst. Forscher am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart, entwickeln solche Trägersubstrate gemeinsam mit dem Universitätsklinikum Tübingen und der Ucla, University of California, Los Angeles, USA, durch Elektrospinnen. Bei diesem Verfahren werden synthetische und biologisch abbaubare Polymere wie Polylaktid elektrisch zu Fasern versponnen. Sie vernetzen sich zu einer Art Vlies, einer dreidimensionalen Matrix. Während des Elektrospinnens mischen die Wissenschaftler dem Polymer Proteine bei, die sie ebenfalls in die hauchdünnen Fasern einspinnen. Diese Trägersubstrate sollen – nachdem sie dem Patienten eingesetzt wurden – körpereigene Zellen binden. Durch das Elektrospinnen kann ein zellfreies Trägersubstrat implantiert werden, das erst nach dem Einsetzen im Körper von Zellen besiedelt wird. Spezielle Proteine haben die Fähigkeit, spezifische Zellen anzulocken, die dann auf dem Scaffold anwachsen. Je nach gewähltem Protein soll sich Herzgewebe bilden oder krankes Gewebe regeneriert werden. Die Trägersubstrate werden wie dünne Häutchen flach gesponnen und in der gewünschten Größe zugeschnitten. Soll beispielsweise ein geschädigter Herzmuskel behandelt werden, werden die Scaffolds wie ein Tuch über den kranken Muskel gelegt. Im menschlichen Organismus lösen sich die Polymerfasern innerhalb von etwa 48 Monaten auf. Die Zellen, die währenddessen an die Proteine andocken, erhalten durch die Trägerstruktur eine heimische Umgebung. Sie produzieren ihre eigene Matrix und stellen die Funktion des Gewebes wieder her.