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Medizin

Kiefergelenke aus Stammzellen bei Schweinen erfolgreich getestet

Mittwoch, 28. Oktober 2020

/Tnt, stock.adobe.com

New York – US-Forscher haben in einem 2-Kammer-Bioreaktor aus Stammzellen ein passgenaues Kiefergelenk mit Knochen und Gelenkknorpel gezüchtet, das sich nach der Implantation in Versuchstieren über 6 Monate als stabil erwiesen hat.

Die in Science Translational Medicine (2020; DOI: 10.1126/scitranslmed.abb6683) publizierten Ergebnisse schufen die Grundlage für eine klinische Phase-1-Studie, in der Patienten mit Verletzungen oder Erkrankungen des Kiefergelenks behandelt werden sollen.

Die beiden Kiefergelenke, die den hinteren Teil des Unterkiefers mit dem Schädel verbinden, sind Zeit des Lebens hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Erkrankungen, die unter dem Begriff craniomandibuläre Dysfunktion zusammengefasst werden, sind deshalb häufig.

In schweren Fällen und nach dem Versagen von anderen Therapien wie Steroidinjek­tionen oder operativen Eingriffen wie der Condylektomie kann ein Gelenkersatz erforderlich werden, der jedoch nicht immer alle Probleme löst und neue (Metallüber­empfindlichkeit, Nickelallergie) schaffen kann.

Forscher der Columbia-Universität in New York arbeiten seit 15 Jahren an einem natür­lichen Gelenkersatz. Das Ausgangsmaterial bilden Stammzellen, die aus einer Haut­biopsie gewonnen werden. Im Labor werden sie in Knochenzellen und in Knorpelzellen ausgereift, mit denen dann ein Knochenmodell besiedelt wird. Das Knochenmodell besteht beispielsweise aus einem Rinderknochen, aus dem mit chemischen Mitteln alle lebenden Knochenzellen entfernt werden.

Das Modell wird nach den Bildern einer Computertomografie geformt und dann in einem passgenauen Bioreaktor über mehrere Wochen mit den Zellen besiedelt. Der Bioreaktor, den das Team um Gordana Vunjak-Novakovic entwickelt hat, besteht aus 2 Kammern: einer für die Knochen-, der andere für die Knorpel-bildenden Stammzellen.

Die ersten Experimente wurden an Yucatan-Minischweinen durchgeführt. Für die Herstellung der Knochen- und Knorpelzellen benötigte das Team 6 Wochen. Die „Brutzeit“ im Reaktor betrug 5 Wochen. Danach wurden die Gelenke für 6 Monate implantiert und danach untersucht.

Interessant war vor allem die Knorpelschicht, die in den Gelenken einem hohem Druck ausgesetzt ist und sich nach der Implantation nicht mehr regenerieren kann. Es ist den Forschern offenbar gelungen, einen Knorpel zu züchten, der die histologischen Merkmale des natürlichen Knorpels aufwies und auch sechs Monate nach der Implantation die normale anatomische Struktur behalten hatte.

Die Ergebnisse haben die US-Arzneimittelbehörde FDA bewogen, einer ersten klinischen Phase-1/2-Studie zuzustimmen. An der Cleveland Clinic sollen zunächst 6 Patienten behandelt werden, bei denen es aufgrund von Erkrankungen, Verletzungen oder einer angeborenen Störung zu einer craniomandibulären Dysfunktion gekommen ist. Die Implantate werden von der von Vunjak-Novakovic gegründeten Firma EpiBone hergestellt. © rme/aerzteblatt.de

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