Untersuchung chronischer Wunden in künstlich hergestellter Haut

Wuerzburgerleben

21. Oktober 2014

Symbolbild Würzburg

Automatisiertes Verfahren zur Wundheilungsforschung

Wo an Möglichkeiten zur Therapie von Erkrankungen geforscht werden, sind statistisch aussagekräftige Forschungs- und Untersuchungsmodelle nötig. Für vergleichende Wundheilungsstudien ist die Reproduzierbarkeit der gesetzten Wunden essentiell. Am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC wurde in Zusammenarbeit mit der Fraunhofer IGB-Projektgruppe Würzburg und dem Translationszentrum »Regenerative Therapien für Krebs- und Muskuloskelettale Erkrankungen« (TLZ) ein automatisiertes Verfahren entwickelt, mit dem in künstlich hergestellter Haut standardisierte Wunden gesetzt werden können.

Einmalige Maschine des Fraunhofer ISC

Dafür wurde vom Fraunhofer ISC das Gerät »ARTcut® – Artificial Tissue Cutter« entwickelt und patentiert. Die Maschine ist in dieser Form einmalig. Das Gerät ist in einer hochflexiblen Modulbauweise konzipiert. So kann es an individuelle Wünsche des Anwenders bzgl. Design und Funktion angepasst bzw. entsprechend erweitert werden. Auf dem Fachsymposium »Medtech meets Pharma« präsentierte das Translationszentrum seine Arbeit am Dienstag, den 21. Oktober 2014, im Würzburger Vogel Convention Center.

Altersbedingte chronische Hautwunden

Mit zunehmender Lebenserwartung steigt gleichzeitig die Häufigkeit von altersbedingten Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Insuffizienzen, Demenz, Krebserkrankungen und Diabetes. Als eine Begleiterscheinung des sogenannten Altersdiabetes (Diabetes mellitus Typ II) tritt oft eine chronische Abberration der Haut, die dritthäufigste chronische Wunde der Haut auf. Auf dem Gebiet der Wundheilungsforschung kommen zunehmend In-vitro- Wundmodelle zum Einsatz. Dabei werden entsprechend aufgebaute Hautmodelle gezielt verletzt, um neue Therapieformen im Bioreaktor evaluieren zu können.

Wunde simulieren?

Für die Simulation der Wunde werden aus dem Vollblut von Blutspenden Zellen des Immunsystems (Makrophagen) gewonnen und in ein künstliches Hautmodell implementiert. Ein erster Schritt, um realen Bedingungen möglichst nahe zu kommen, damit auf dieser Basis entwickelte Therapien auf den Menschen übertragen werden können.

Evaluierung neuer Therapiemöglichkeiten

Zur Evaluierung neuer Therapiemöglichkeiten werden die auf diese Weise modifizierten Hautmodelle einheitlich verletzt. An dieser Stelle kommt das vom Fraunhofer ISC entwickelte Gerät ARTcut® zum Einsatz. Dabei werden unter sterilen Bedingungen die jeweiligen Proben einheitlich maschinell verwundet. Der mittels entsprechender Software gesteuerte hohlzylindrische Bohreinsatz setzt dabei reproduzierbare Wunden in dreidimensionale In-vitro- Modelle. Gleichzeitig wird die reproduzierbare Wundsetzung in mehreren Proben innerhalb einer Titerplatte möglich. Das erhöht den Durchsatz bei der Probenherstellung signifikant.

Tierversuche werden auf ein Minimum reduziert

Ein weiterer Vorteil der In-vitro-Modelle: Tierversuche werden auf ein Minimum reduziert. Je mehr Aussagen mit einem solchen Modell über Wundheilungsprozesse abgeleitet werden können, desto weniger Tierversuche müssen gemacht werden.

Bestandteil zukünftiger medizinischer Versorgung

Medizinprodukte, die auf innovativen Werkstoffen und zellbasierten regenerativen Therapien basieren, werden ein wesentlicher Bestandteil der zukünftigen medizinischen Versorgung sein. Sie werden sowohl Krankheiten effektiver heilen können als auch das Gesundheitssystem langfristig entlasten und für die in Deutschland mittelständisch geprägte Industrie ein neues Marktsegment eröffnen.

Das Würzburger Translationszentrum

Der unter der Leitung von Frau Prof. Dr. biol. hum. Heike Walles vom Fraunhofer- Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB neugegründete Institutsteil »Würzburger Translationszentrum Regenerative Therapien für Krebs- und Muskuloskelettale Erkrankungen« am Universitätsklinikum Würzburg soll als Partner der Industrie den schnellen Transfer von Entwicklungen aus der Forschung in neue Produkte unterstützen. Im Translationszentrum arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Ingenieurinnen und Ingenieure des Lehrstuhls Tissue Engineering und Regenerative Medizin (TERM) des Universitätsklinikums Würzburg und des Würzburger Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC zusammen. Ebenfalls direkt eingebunden sind das Muskuloskelettale Zentrum Würzburg (MCW), der Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde (fmz), das Deutsche Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) sowie das Tumorzentrum der Uni Würzburg (CCC).