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Gewebespezifisches ECM-Hydrogel-Hybridmaterial als passgenaues Implantat für die Behandlung umfangreicher Gewebsdefekte

Kurzfassung

Diese Technologie bildet die Grundlage für ein natives Wundgel, das auch tiefe und großflächige Wunden verschließen und durch gewebespezifische Zusammensetzung sowie hohe Bioaktivität effizient für deren Heilung sorgen könnte. Durch glykobiologische Modifizierungen des gewebsspezifischen Hydrogels entsteht ein passgenauer Wundverschluss, der in vielen Fällen eine Hauttransplantation ersetzen könnte.

Hintergrund

Wenn Hautverletzungen bis ins Unterhautfettgewebe (Subkutis) reichen, sind die Patienten letztendlich immer auf eine autologe Transplantation, also Eigenhauttransplantation, angewiesen. Dies hat für die Patienten zumeist weitreichende Folgen, bzw. stößt auch schnell an natürliche und nicht zuletzt ästhetische Grenzen.

Problemstellung

Die klinische Behandlung von tiefen und großflächigen Wunden, z. B. nach Verbrennungen, stellt nach wie vor eine Herausforderung dar. Herkömmliche Hydrogele sind synthetischer Natur und daher häufig nur bedingt verträglich.

Lösung

Im Vergleich zu herkömmlichen, synthetischen Hydrogelen basiert dieses Material auf einer ECM, die im Labor von patienteneigenen Zellen produziert wird. Basierend auf einer zum Patent angemeldeten Technologie zur Herstellung einer extrazellulären Matrix (engl. Extracellular matrix; ECM) mit spezifisch adressierbaren funktionellen Gruppen („clickECM“) wurde nun die Grundlage für ein natives Wundgel geschaffen, das auch tiefe und großflächige Wunden verschließen und durch eine gewebespezifische Zusammensetzung sowie eine hohe Bioaktivität effizient für deren Heilung sorgen könnte.
Während der Synthese der Matrix durch patienteneigene Zellen erfolgt der Einbau funktioneller Gruppen in diese Matrix in Form einer glykobiologischen Modifizierung, die später je nach Anwendungszweck genutzt bzw. ausgestattet werden kann.
An die ECM gebundene, photovernetzbare Biopolymere bspw. könnten nach optimaler Ausfüllung des Wundbettes für ein gezieltes Gelieren des Hydrogels und damit Verschließen der Wunde sorgen (passgenauer Wundverschluss). Durch die Flexibilität des Materials wird so ggf. auch die Behandlung von Konturdefekten möglich. Weiterhin kann diese funktionalisierte Matrix mit verschiedenen Wirkstoffen „beladen“ werden, die bspw. die Wundheilung fördern oder antimikrobiell wirken.

Schematische Darstellung der Behandlung einer tiefen Wunde mittels ECM-Hydrogel-Hybridmaterial als passgenauer Wundverschluss. Die Wunde wird passgenau mit dem Hybridmaterial ausgefüllt und geliert. Körpereigene Zellen können in das Material einwandern und das fehlende Gewebe wiederherstellen. So kann eine Wundheilung ohne zurückbleibende Deformationen oder Narben erreicht werden [Quelle: Universität Reutlingen].
Schematische Darstellung der Behandlung einer tiefen Wunde mittels ECM-Hydrogel-Hybridmaterial als passgenauer Wundverschluss. Die Wunde wird passgenau mit dem Hybridmaterial ausgefüllt und geliert. Körpereigene Zellen können in das Material einwandern und das fehlende Gewebe wiederherstellen. So kann eine Wundheilung ohne zurückbleibende Deformationen oder Narben erreicht werden [Quelle: Universität Reutlingen].

Vorteile

  • Hochverträgliches biologisches Material, das die Wundheilung mit körpereigenen Zellen fördert
  • Konturdefekte korrigierbar
  • Flexibel anpassbar durch individuell beladbare funktionelle Gruppen
  • Wirkstoffe können eingebunden werden

Anwendungsbereiche

Diese innovative Weiterentwicklung stellt die Weichen für eine effektive Versorgung umfangreicher Gewebsdefekte wie Verbrennungen dritten Grades, chronischen Wunden, Verätzungen, usw.

Publikationen und Verweise

Das neue Material konnte bereits erfolgreich mit anderen Hydrogelen gemischt und zu stabilen 3D-Modellen aufgebaut werden. Diese waren in ersten Versuchen zellverträglich und biokompatibel.

Exposé
Kontakt
Anne Böse, M.Sc.
TLB GmbH
Ettlinger Straße 25
76137 Karlsruhe | Germany
Telefon +49 721-79004-0
boese(at)tlb.de | www.tlb.de
Entwicklungsstand
Funktionsnachweis / TRL3
Patentsituation
DE 102014222898 A1 anhängig
EP 3218025 B1 erteilt
Referenznummer
14/058TLB
Service
Um aus diesem vielversprechenden Ansatz ein marktfähiges Produkt zu entwickeln, suchen die Wissenschaftler nun einen industriellen Partner. Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH ist im Auftrag der Patentinhaber mit der Verwertung beauftragt und sucht Partner aus der Industrie für eine entsprechende Kooperation bis zur Marktreife bzw. Lizenzierung.