Tissue Engineering
Dank der stetig wachsenden Einblicke in zelluläre Prozesse verstehen Forscher und Ärzte die molekularbiologischen Mechanismen hinter den Selbstheilungskräften des menschlichen Körpers zunehmend besser. Diese Selbstheilungskräfte gezielt zu nutzen, bedeutet eine wesentliche Erweiterung der Heilkunst um therapeutische Optionen, die oft mit dem Schlagwort der Regenerativen Medizin beschrieben werden.
Das Tissue Engineering ist der Versuch, Ersatzgewebe (bioartifizielle Gewebe) und Ersatzorgane aus den Zellen eines Patienten zu züchten. Das Forschungsfeld entstand ursprünglich als Ersatztherapie für die Behandlung des terminalen Organversagens als Ausweg aus dem chronischen Spenderorganmangel in der Transplantationschirurgie. Die durch Zusammenarbeit von Biologen, Biochemikern, Ingineuren und Ärzten hergestellten bioartifiziellen Gewebe haben gegenüber anderen derzeit verwendeten medizinischen Implantaten mehrere Vorteile:
- keine Abstoßungsreaktionen, da es sich um körpereigenes Gewebe des Patienten handelt
- Regenerationspotential der implantierten lebendigen Gewebe bei späteren Verletzungen, Operationen oder Infektionen
- Mitwachsen der Implantate bei Implantation in Kinder.
Die Herstellung der künstlichen Gewebe beim Tissue Engineering läuft in drei Schritten ab:
- Zunächst werden patienteneigene (autologe) Zellen mittels einer Probeentnahme (Biopsie) entnommen, aus dem entnommenen Gewebe isoliert und außerhalb des Körpers im Labor vermehrt (Zellkultur).
- Die Zellen werden auf ein Trägermaterial (Matrix) aufgetragen. Die Matrix kann mit Hilfe spezifischer Verfahren aus tierischen Eiweißen oder aus einem Kunstmaterial hergestellt werden. Die Zellen wachsen auf der Matrix an und fangen bereits im Labor an, die Matrix aufzulösen und durch eigene Eweiße zu ersetzen – das bioartifizielle autologe Gewebe entsteht.
- Nachdem das bioartifizielle Gewebe in der Gewebekultur einen ausreichenden Reifegrad erreicht hat, wird es als Ersatzgewebe in den Patienten transplantiert.
Einige Körpergewebe werden bereits erfolgreich mit Hilfe des Tissue Engineering hergestellt und als Transplantate in der klinischen Behandlung realisiert. Dazu zählen der Knorpel- und der Hautersatz. Andere Anwendungen wie die Herstellung von Herzklappen, Blutgefäßen oder Schließmuskelgewebe zur Behandlung der Inkontinenz befinden sich in der präklinischen Entwicklung und wurden bisher nur vereinzelt in Patienten implantiert. In zahlreichen Kliniken wird intensiv an der Entwicklung weiterer bioartifizieller Ersatzgewebe geforscht.