Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Künstliche Haut mit natürlichen Blutgefäßen

27.10.2005


In der In-vitro-Haut bilden Endothelzellen kapillarähnliche Strukturen (braun) aus.


Hugo-Geiger-Preis 2005


Die Neubildung von Blutgefäßen, die Angiogese, spielt in der Medizin eine große Rolle. Während ihre Hemmung das Wachstum von Tumoren bremst, ist bei der Wundheilung eine Förderung der Angiogenese günstig. In ihrer Diplomarbeit am Fraunhofer IGB untersuchte Silke Kersen, wie Blutgefäße in künstlicher Haut entstehen könnten. Sie schuf das erste humane 3-D-Hautmodell, in dem sich bereits kapillarähnliche Strukturen bilden. Es kann in der Tumorforschung eingesetzt werden und zum gut versorgten Hauttransplantat weiterentwickelt werden.

Tierversuche werden vermehrt durch pharmakologische Tests an Geweben ersetzt, die im Labor gezüchtet wurden. Parallel dazu werden die künstlichen Gewebe immer komplexer, was auch der Transplantationsmedizin zugute kommt. Bestand etwa künstliche Haut anfangs aus simplen Ansammlungen von Zellen einer Art, so lassen sich heute Modelle erzeugen, die die verschiedenen natürlichen Hautschichten nachbilden und zudem von kapillarähnlichen Strukturen – also Vorläufern von Blutgefäßen – durchzogen werden. Interessant sind solche Modelle auch für die Grundlagenforschung, können mit ihnen doch zentrale Fragen der Onkologie untersucht werden: Warum wächst das stark verästelte Blutsystem vieler Tumore so schnell und wie kann dies gebremst werden?


Am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrens-technik IGB in Stuttgart wurde ein dreidimensionales Hautmodell entwickelt, aufgebaut aus zwei Zellarten menschlicher Haut, den Fibroblasten und Keratinozyten. Wie natürliche Haut verfügt die In-vitro-Haut über eine mehrschichtige Oberhaut und eine abschließende Hornschicht. Das 3-D-Hautmodell ist als Testystem etabliert, beispielsweise um die Verträglichkeit von neuen Kosmetika oder Chemikalien zu untersuchen. Auch Studien zur Wundheilung sind möglich, wenn man der Haut eine Verletzung zufügt.

Während ihrer Forschungszeit am Fraunhofer IGB gelang es Silke Kersen, dieses dreidimensionale Hautmodell um Endothelzellen – die Zellen, die unsere Blutgefäße auskleiden – zu erweitern und kapillarähnliche Strukturen aufzubauen. »Das Problem bestand bisher darin, Endothelzellen in ihrer neuen künstlichen Umgebung zur Ausbildung kapillarer Strukturen zu stimulieren«, erläutert die Trägerin des zweiten Hugo-Geiger-Preises. »Beim richtigen Mix mikrovaskulärer Endothelzellen mit Wachstumsfaktoren und den Zellen, die gewebsstützende Substanzen bilden, wird hingegen die Angiogenese induziert und es wächst ein 3-D-Netzwerk – ganz ohne Hilfsmittel.«

Schließlich integrierte sie zusätzlich noch Hauttumorzellen in die künstliche Haut. Denn Tumorzellen bilden genau die Wachstumsfaktoren, die die Endothelzellen im Gefäßsystem zum Wachstum anregen. Die Teilung und Wanderung der Endothelzellen konnte so verbessert werden.

»Mit diesem In-vitro-Angiogenese-Modell können wir nun beispielsweise Inhibitoren der Angiogenese austesten und untersuchen, ob sich ihre hemmende Wirkung in der Tumortherapie einsetzen lässt«, sagt Heike Mertsching, Abteilungsleiterin am Fraunhofer IGB. Tumorzellen wachsen deshalb so gut, weil sie die Neubildung der Blutgefäße, die sie mit Nährstoffen versorgen, selbst auslösen können. »Von großem Vorteil gegenüber herkömmlichen Modellen ist, dass die Verwendung humaner Zellen die Übertragbarkeit auf den Menschen gewährleistet«, hebt Mertsching hervor.

Ein weiteres Ziel des Fraunhofer IGB ist es, das Modell für einen langfristigen klinischen Einsatz als Hauttransplantat mit einem eigenen Blutgefäßsystem weiterzuentwickeln. »Die Versorgung von Implantaten mit Blutgefäßen ist eine Grundvoraussetzung, um größere und tiefere Wundflächen abzudecken«, weiß Mertsching. Denn die physiologische Blutgefäßneubildung geht immer von den Wundrändern aus und ist bei großen und tiefen Wunden einfach nicht schnell genug.

Dr. Claudia Vorbeck | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.igb.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: Angiogenese Blutgefäß Endothelzelle Hautmodell

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie