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Mit Tissue Engineering Verbrennungen besser behandeln

Verbrennungen sind das tägliche Brot der Ärzte an der BG-Unfallklinik. Mit regenerativen Therapien wollen sie die Selbstheilungskräfte des Körpers unterstützen.

"Wenn wir die Narbenbildung bei verbrannten Kindern sehen, brennt es uns unter den Nägeln, ihnen zu helfen" - so schlicht und überzeugend schildert Prof. Dr. Hans-Oliver Rennekampff die Motivation, mit der er und sein Team an neuen und verbesserten Therapien arbeiten. Rund tausend Fälle mit schweren drittgradigen Verbrennungen gibt es pro Jahr allein in Deutschland. Die Haut ist dabei so vollständig verbrannt, dass weitflächig keine Zellen mehr da sind, die aus körpereigener Kraft eine Regeneration einleiten könnten. Zwar gibt es die Möglichkeit, Haut von anderen Körperstellen in das verbrannte Areal zu transplantieren, aber in manchen Fällen ist dafür einfach nicht mehr genügend heile Haut vorhanden.

Deshalb arbeiten die Forscher mit Hochdruck an der Entwicklung von Hautersatz, der ausgehend von patienteneigenen Zellen im Labor gezüchtet wird. Dabei liegt die Betonung auf "Ersatz", denn die Wissenschaftler wissen, wie weit sie von einer voll funktionsfähigen gezüchteten Haut entfernt sind. "Die natürliche Haut werden wir in absehbarer Zeit keinesfalls nachbilden können. Aber wir hoffen, einen großen Schritt näher an normale Haut heran zu kommen", so Rennekampff.

In ihrer heute machbaren Form bringt die Haut aus dem Labor einige Nachteile mit sich: Sie braucht lebenslange Pflege und muss ständig eingecremt werden, sie enthält keine Schutzmechanismen vor Sonnenstrahlung und kann mangels Schweißdrüsen nicht kühlen. In Kooperation mit der Gruppe um Prof. Dr. Thomas Skutella vom Anatomischen Institut der Uni Tü¼bingen evaluieren Rennekampff und seine Mitarbeiter zurzeit im Mausmodell ein Gewebe, das unter Zusatz von adulten Stammzellen aus dem Knochenmark gezüchtet wird.

Mithilfe von Stammzellen näher an das Original

Die Forscher hoffen, durch die Verwendung von Stammzellen eine Haut mit unterschiedlichen Zelltypen zu erhalten, die ähnlich wie bei echter Haut auch unterschiedliche Funktionen erfüllen. "Das sieht zurzeit ganz vielversprechend aus, deshalb wollen wir die Forschung in diese Richtung intensivieren und dafür noch mehr Gelder aquirieren", sagt Rennekampff. Dabei hält er den heute ebenfalls verwendeten azellulären Hautersatz keineswegs für überholt. Rennekampff spielt ganz im Gegenteil bereits Ansätze durch, bei denen gezüchtetes Gewebe und azellulärer Ersatz auch in Kombination eingesetzt werden. "Damit könnte zum Beispiel die Applikation erleichtert werden", so der Hautspezialist.

Kultivierte Keratinozyten und Fibroblasten werden mit adulten Stammzellen aus dem Knochenmark gemischt. Die Zellsuspension wird auf eine Wunde - hier im Tiermodell - aufgebracht. (Abb.: Prof. Rennekampff)

Kultivierte Keratinozyten und Fibroblasten werden mit adulten Stammzellen aus dem Knochenmark gemischt. Die Zellsuspension wird auf eine Wunde - hier im Tiermodell - aufgebracht. (Abb.: Prof. Rennekampff)

Auch bei chronischen Wunden kann Hautersatz die Heilungschancen deutlich erhöhen. Im Gegensatz zu Verbrennungen sind bei chronischen Wunden in der Regel noch genug Zellen da, die eine Heilung einleiten können - sie sind nur nicht in der Lage, über den Wundgrund zu wachsen. "Es fehlt ein adäquates Wundbett, auf dem die Haut zusammenwachsen kann", bestätigt Rennekampff und sucht die Lösung bei diversen Wundauflagen, die das Zusammenwachsen aktiv stimulieren sollen - eventuell auch durch Zugabe von Wachstumsfaktoren.

Zuverlässige Teststelle für neue Produkte der Industrie

Um möglichst schnell zum Ziel zu kommen, setzt Rennekampff auf Interdisziplinarität und sucht den intensiven Austausch mit Industrie- und Forschungspartnern. "Wenn ein Unternehmen eine neue Wundauflage entwickelt hat, die zertifiziert und zugelassen wurde, testen wir das Material darauf, ob es inert ist und tatsächlich eine verbesserte Abheilung ermöglicht", sagt Rennekampff.

Die Suspension von Keratinozyten und Fibroblasten führt zu einem Verschluss der Haut mit guter Regeneration der Epidermis.

Die Suspension von Keratinozyten und Fibroblasten führt zu einem Verschluss der Haut mit guter Regeneration der Epidermis.

Die Suspension von Keratinozyten und Fibroblasten und Knochenmarkzellen. (Abbildungen: Prof. Rennekampff)

Die Suspension von Keratinozyten und Fibroblasten und Knochenmarkzellen. (Abbildungen: Prof. Rennekampff)


Auch mit dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart ist sein Team eng vernetzt: "Wir sind beratender Kooperationspartner und unterstützen die dortige Entwicklung von Hautsystemen für die industrielle Forschung. Sie sollen als Ersatzmethoden für Tierversuche eingesetzt werden."

Biomaterialien stoßen auf hohe Hürden bei der Zulassung

Die Zulassung sieht Rennekampff im Bereich azellulärer Materialien relativ unproblematisch: "Das ist machbar, trotz der eventuell aufwändigen Zellkompatibilitätstests." Anders sieht es bei biologischen Produkten aus: "Vor allem bei Produkten, bei denen Zellen und insbesondere körperfremde Zellen, beteiligt sind, ist das eine Hürde, die in Deutschland kaum zu nehmen ist." Hier trifft eine restriktive Gesetzgebung, die in Deutschland sogar noch strenger ist als die Regelwerke der EU es fordern, auf ein grundsätzliches Problem bei der Verwendung biologischer Materialien: "Sie haben natürlicherweise immer eine Schwankungsbreite, die man nicht in die Normung bringen kann", so Rennekampff. Da die Industrie entsprechend vorsichtig ist bei Investitionen im Bereich Biomaterialien, ist es für Rennekampff und seine Kollegen schwierig, in diesem Bereich Kooperationspartner für weitere Entwicklungen zu finden. Trotzdem ist er stets offen für entsprechende Ansätze und hofft, dass auch in diesem Bereich die Anstrengungen intensiviert werden.

leh - 17.10.06
© BIOPRO Baden-Württemberg GmbH, Erstveröffentlichung unter www.bio-pro.de<, dem Biotech/Life Sciences Portal des Landes Baden-Württemberg. Alle Rechte vorbehalten.

Weitere Informationen:

Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Tübingen
Klinik für Hand-, Plastische, Rekonstruktive und Verbrennungschirurgie

Prof. Dr. Hans-Oliver Rennekampff
Leiter der Sektion für Verbrennungschirurgie und Hautregeneration
Schnarrenbergstr. 95
72076 Tübingen

info [at] bgu-tuebingen [dot] de
www.bgu-tuebingen.de<