Projekt
Foto: Uniklinik RWTH Aachen
Problemstellung
Auch wenn sich die medizinischen Behandlungsmöglichkeiten vieler Krankheiten, die mit Knochen- und Knorpelschäden einhergehen, deutlich verbessert haben, gibt es nach wie vor schwerwiegende Fälle, in denen die Behandlungsoptionen unzureichend sind. Vor dem Hintergrund einer immer älter werdenden Bevölkerung kommt der Zunahme von Muskel-Skeletterkrankungen sowie von Osteoporose eine besondere gesundheitspolitische Bedeutung zu. Während sich in den letzten Jahren die OP-Technik stark weiterentwickelt hat, mangelt es bisher an biologischem Knochenersatz bzw. an einer geeigneten Matrix, die implantiert werden kann und die Einheilung unterstützt.
Ziel des Forschungsprojektes
Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, eine optimale Trägerstruktur für die Geweberekonstruktion von Knochen und Knorpel (Tissue Engineering) in dreidimensionalen (3D) Baugerüsten unter Einsatz verschiedener Spinnenseiden wie z.B. der Goldenen Radnetzspinne Nephila im Vergleich zur Seide des Seidenraupenspinners (Bombyx mori) zu entwickeln.
Das Ziel des Forschungsprojektes ist es, eine optimale Trägerstruktur für die Geweberekonstruktion von Knochen und Knorpel (Tissue Engineering) in dreidimensionalen (3D) Baugerüsten unter Einsatz verschiedener Spinnenseiden wie z.B. der Goldenen Radnetzspinne Nephila im Vergleich zur Seide des Seidenraupenspinners (Bombyx mori) zu entwickeln.
Vorteile von Spinnenseide
Spinnenseide ist chemisch äußerst stabil, elastisch und sehr robust, ultraleicht und sogar zugfester als Stahl. Diese Eigenschaften machen sie als Matrix für den Zellaufbau besonders interessant. Ihre antibakterielle Wirkung verringert zudem das Risiko von Implantatinfektionen.
Für welche Krankheitsbilder ist die Methode geeignet?
Es ergeben sich neue Behandlungsmöglichkeiten für Personen, die z.B. nach Unfällen größere Knochenbrüche erlitten haben oder bei denen eine Fraktur nicht ausheilt sowie bei Knorpelschäden. Weitere Einsatzmöglichkeiten bestehen in der Orthopädischen Onkologie (Knochentumore) sowie bei der Behandlung der Osteoporose.
Spinnenseide ist chemisch äußerst stabil, elastisch und sehr robust, ultraleicht und sogar zugfester als Stahl. Diese Eigenschaften machen sie als Matrix für den Zellaufbau besonders interessant. Ihre antibakterielle Wirkung verringert zudem das Risiko von Implantatinfektionen.
Für welche Krankheitsbilder ist die Methode geeignet?
Es ergeben sich neue Behandlungsmöglichkeiten für Personen, die z.B. nach Unfällen größere Knochenbrüche erlitten haben oder bei denen eine Fraktur nicht ausheilt sowie bei Knorpelschäden. Weitere Einsatzmöglichkeiten bestehen in der Orthopädischen Onkologie (Knochentumore) sowie bei der Behandlung der Osteoporose.
Wie könnte diese Behandlungsmethode aussehen?
Das neuartige Knochen- bzw. Knorpelersatzmaterial soll inklusive der Spinnenseide-Matrix implantiert werden. Dies hat gegenüber herkömmlichen Transplantationsverfahren den Vorteil, dass durch die Spinnenseide die Anhaftung des Materials erleichtert wird und eine Lockerung des Implantationsmaterials vermindert. Auf Grund der antibakteriellen Wirkung der Spinnenseide könnten zudem Implantationsinfektionen verhindert oder zumindest verringert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine großflächigere Entnahme von körpereigenem Knochenmaterial entfällt und somit geringere Komplikationen an der Entnahmestelle zu erwarten sind. Dies ist insbesondere für Patient*innen mit Wundheilungsstörungen von besonderer Bedeutung. Spinnenseide ist zudem biodegradierbar. Es ist daher zu erwarten, dass diese sich mit der Geschwindigkeit des Knochenwachstums abbaut und gezielt die Knochenneubildung fördert, da die Spinnenseide auch das Zellverhalten unterstützt. Dadurch ließe sich eine optimale Anpassung des Transplantats an den individuellen Knochendefekt erzielen.
Das neuartige Knochen- bzw. Knorpelersatzmaterial soll inklusive der Spinnenseide-Matrix implantiert werden. Dies hat gegenüber herkömmlichen Transplantationsverfahren den Vorteil, dass durch die Spinnenseide die Anhaftung des Materials erleichtert wird und eine Lockerung des Implantationsmaterials vermindert. Auf Grund der antibakteriellen Wirkung der Spinnenseide könnten zudem Implantationsinfektionen verhindert oder zumindest verringert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine großflächigere Entnahme von körpereigenem Knochenmaterial entfällt und somit geringere Komplikationen an der Entnahmestelle zu erwarten sind. Dies ist insbesondere für Patient*innen mit Wundheilungsstörungen von besonderer Bedeutung. Spinnenseide ist zudem biodegradierbar. Es ist daher zu erwarten, dass diese sich mit der Geschwindigkeit des Knochenwachstums abbaut und gezielt die Knochenneubildung fördert, da die Spinnenseide auch das Zellverhalten unterstützt. Dadurch ließe sich eine optimale Anpassung des Transplantats an den individuellen Knochendefekt erzielen.
Den Flyer zum Forschungsprojekt finden Sie hier...
Der Tierpark Bochum hat folgendes Projektkonto eingerichtet:
Tierpark Bochum gGmbH
Sparkasse Bochum
IBAN DE17 4305 0001 0001 3237 40
BIC WELADED1BOC
Verwendungszweck: Seidenspinnen