ArchivDeutsches Ärzteblatt36/2000Tissue Engineering: Gewebe aus der Retorte

POLITIK: Medizinreport

Tissue Engineering: Gewebe aus der Retorte

Dtsch Arztebl 2000; 97(36): A-2285 / B-1956 / C-1740

Moosmann, Elisabeth B.

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LNSLNS In Freiburg trafen sich Zellbiologen, Materialwissenschaftler und Mediziner, um über Entwicklungen und Grenzen dieser jungen Disziplin zu diskutieren.

Es knüpfen sich enorme Erwartungen an die sich rasch entwickelnde Sparte des „Tissue Engineering“, der Gewebszüchtung aus der Retorte, entsprechend groß und viel versprechend erscheint der Markt. Die Stadt Freiburg, kürzlich Treffpunkt eines internationalen Kongresses zu diesem Thema, repräsentiert eine der Schwerpunktregionen des Tissue Engineering in Europa.
Der Traum von im Labor gezüchteten und entwickelten Ersatzorganen wird allerdings, wie Prof. G. Björn Stark (Freiburg) deutlich machte, trotz der stürmischen Entwicklung des Tissue Engineering in den meisten Bereichen noch für eine lange Zeit ein Traum bleiben. Klinisch anwendbar ist bisher im Wesentlichen Ersatzhaut zur Unterstützung der Wundheilung bei großflächigen Verbrennungen und schwer heilenden Druckgeschwüren sowie venösen und diabetischen Ulcera. Auch umschriebene Defekte in Gelenkknorpel lassen sich mittlerweile durch gezüchtetes Knorpelgewebe ersetzen.
„Vitale Bioprothesen“ oder zumindest größerflächiger Knorpelersatz, wie in der Gelenkersatzchirurgie für Patienten mit Arthrose und Arthritis benötigt wird, sind noch nicht machbar. Nach Angaben von Dr. Michael Sittinger (Berlin) ist Ersatzknorpel bisher im Gelenk auch nicht ausreichend fixierbar; außerdem erreicht er noch nicht die im Gelenk erforderliche mechanische Belastbarkeit und Qualität.
Vollhautersatz ist nach Starks Angaben auf der Basis allogener Spenderzellen verfügbar. Die „Gewebe-Ingenieure“ verfolgen jedoch vor allem die Idee, Ersatzgewebe aus patienteneigenen Zellen zu züchten. Nach Starks Auffassung wird dabei der Erfolg langfristig vor allem dann zu sichern sein, wenn es gelingt, das Ersatzgewebe im Sinne einer unterstützten Gewebeneubildung und Organregeneration am Zielort selbst zu realisieren.
Stark ist Ärztlicher Direktor der Abteilung Plastische und Handchirurgie am Freiburger Universitätsklinikum. Um die Haut-Neubildung auf großflächigen Verbrennungen zu induzieren, hat seine Arbeitsgruppe eine Keratinozyten-Fibrinkleber-Suspension entwickelt. Sie wird hergestellt aus kommerziell erhältlichem Fibrinkleber und aus autologen noch proliferationsfähigen subkonfluenten – also noch nicht kontaktinhibierten – Keratinozyten. Nach temporärer Abdeckung mit Leichenhaut wird die Suspension in zahlreichen Spots auf der Wundfläche verteilt, von denen dann die Haut-Neubildung ausgeht. Bei Patienten mit chronischen Ulcera wendet Stark – nach entsprechendem Wund-Debridement – die Keratinozyten-Fibrinkleber-Suspension ebenfalls erfolgreich an.
Der erfolgreiche „Gewebe-Ingenieur“, so Starks Prognose, „wird eher Gärtner sein als Schreiner“; dies vermutlich nicht nur bei der induzierten Neubildung „einfach“ strukturierter Ersatzgewebe wie Haut und Knorpel, sondern mehr noch bei der Entwicklung beziehungsweise induzierten Regeneration komplexer Ersatzorgane wie unter anderem etwa der Leber, die eine effiziente Blutversorgung benötigen.
Biogene Materialien dienen als Matrix
Wie die physiologische Bildung von Blut- und anderen Ver- und Entsorgungsstrukturen im Labor bei der Organogenese aus Zellkulturen induziert werden könnte, ist bislang offen. Durch eine induzierte Organregeneration könnte diese Schwierigkeit lösbar werden. Für die Herstellung von für Organzüchtung und -regeneration bestmöglich geeigneten Zellkulturen erlangt die Gewinnung autologer Gewebe-Vorläuferzellen und autologer noch pluripotenter Stammzellen zunehmend größere Bedeutung.
Die wichtigste Unterstützung erhalten die Gewebeingenieure von den Materialwissenschaftlern. Sie nämlich entwickeln die biogenen oder biokompatiblen und später bioabbaubaren Materialien, die den kultivierten Zellen bei ihrer Proliferation und Migration zunächst als Matrix dienen. Durch gentechnische Veränderung hoffen die Gewebe-Ingenieure in Zukunft neu kultivierte Zellen so verändern zu können, dass sie sich auch in einer spezifisch organschädigenden Umgebung im Körper – etwa bei Entzündungen – zum Beispiel durch Produktion schützender Zytokine – entwickeln können. Elisabeth B. Moosmann

Zustand nach posttraumatischem Ulcus am linken Fuß eines 27-jährigen Patienten. Das Bild zeigt das Ergebnis nach Transplantation von BioSeedS nach sechs Wochen. Foto: Universitätsklinikum Freiburg

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