Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gewebe mit Heilkraft

12.12.2013
Erneut geht ein hoch dotierter EU-Forschungspreis an die Universität Würzburg. Jürgen Groll forscht an Biomaterialien, die neue Wege in der Medizin eröffnen können. Die Europäische Union stellt ihm dafür in den kommenden fünf Jahren rund zwei Millionen Euro zur Verfügung.

Weiß, fast durchscheinend und von der Struktur ein wenig an eine einlagige Mullkompresse erinnernd: Ziemlich unscheinbar kommt sie daher, die neueste Entwicklung aus den Labors von Jürgen Groll.

Doch die Erwartungen, die Wissenschaft, Politik und Industrie in das Produkt setzen, sind groß. So groß, dass der EU-Forschungsrat Jürgen Groll jetzt einen sogenannten ERC Consolidator Grant zugesprochen hat. Groll, Inhaber des Lehrstuhls Funktionswerkstoffe in der Medizin und Zahnheilkunde, erhält damit rund zwei Millionen Euro in den kommenden fünf Jahren. Mit dem Geld soll er erforschen, ob das Gewebe diese Hoffnungen tatsächlich erfüllen kann.

Alarm im Immunsystem

„Jedes künstliche Material, das in einen menschlichen Körper eingesetzt wird, versetzt zunächst das Immunsystem in Alarmbereitschaft“, schildert Groll das Problem, das seiner Forschung zu Grunde liegt. Eine Entzündungsreaktion kommt in Gang, die oft nach Tagen wieder abklingt, jedoch nur schwer zu kontrollieren ist. Manchmal verläuft sie so heftig, dass eine Abstoßungsreaktion erfolgt.

Dann muss das Implantat so schnell wie möglich wieder entfernt werden. Häufiger toleriert der Körper das Material, bildet aber eine Bindegewebskapsel darum herum. „Was wir brauchen, ist ein Material, das vom Körper nicht nur toleriert wird. Es sollten sich möglichst auch körpereigene Zellen darin ansiedeln, so dass im Laufe der Zeit neues Gewebe entsteht“, sagt Groll. Gesucht sind Biomaterialien, die Heilungsprozesse in Gang setzen können und zusätzlich die Integration des Implantats in den Körper unterstützen. Das neue Forschungsprojekt, das unter dem Namen Design2Heal läuft, arbeitet an Implantaten, die beide Prozesse fördern.

Auf das Design kommt es an

Schon in der Vergangenheit haben Groll und seine Mitarbeiter aus biokompatiblen Polymeren feinste Fäden produziert und damit Netze gesponnen, die als Implantate Verwendung fanden. Die unerwünschten Reaktionen des Immunsystems konnten sie damit allerdings nicht vollständig unterdrücken. Inzwischen legen neueste Forschungsergebnisse den Schluss nahe, dass die Gestalt und Geometrie des Materials für diese Reaktion ausschlaggebend sind:

„Jüngste Studien zeigen, dass hochgeordnete Strukturen mit Poren, die zwischen 30 und 60 Mikrometern groß sind, sehr viel seltener eine starke Entzündungsreaktion und Kapselbildung hervorrufen“, sagt Groll. Im Gegenteil: Die in diesem Zusammenhang maßgeblichen Immunzellen, die sogenannten Makrophagen, geben sogar beruhigende Signale; der Körper startet in der Folge den Heilungsprozess, neue Blutgefäße wachsen in das Implantat hinein. Warum das so ist? Dafür haben die Wissenschaftler bislang keine eindeutige Erklärung.

Europaweit einzigartige Technik

In seinen Labors wird Groll in den kommenden fünf Jahren Implantate herstellen, die diese Eigenschaft besitzen. Mit Hilfe einer neuen Technik, die einzigartig in Europa ist, „spinnt“ er feine Netze, deren Poren die gewünschte Größe besitzen. Gleichzeitig trägt er auf deren Oberfläche spezielle Substanzen auf, die im Körper gezielt Zellen – beispielsweise Stammzellen – anlocken und ihnen einen Anker zum Andocken bieten. Auf diese Weise wächst im Körper neues Gewebe heran, während das Implantat nach und nach wieder abgebaut wird.

Melt Electrospinning Writing – kurz MEW – heißt die Technik, die dabei im Einsatz kommt. Prinzipiell wie bei einem Tintenstrahldrucker wird dabei eine Flüssigkeit durch eine Düse auf einem Träger verteilt. Nur dass es sich in diesem Fall bei der Flüssigkeit um eine Polymerschmelze handelt, die Düse extrem fein ist und zwischen der Düse und einer gegenüberliegenden Elektrode eine hohe Spannung liegt.

Durch die Spannung wird die Schmelze zu einem feinen Strahl gedehnt; da sich der Tisch, auf dem der Strahl landet, computergesteuert bewegt, können die Wissenschaftler jedes gewünschte Muster zeichnen. „Wir sind damit sogar in der Lage, kleine, röhrenartige Strukturen zu erzeugen, die beispielsweise in der Gefäßchirurgie von Interesse sein könnten“, sagt Groll. Die Polymere, die in Würzburg zum Einsatz kommen, sind abbaubar und für die Anwendung in der Medizin zugelassen. Einer raschen klinischen Verwendung steht zumindest von dieser Seite nichts im Weg.

Vielfältige Verwendungsmöglichkeit

Apropos Verwendung: Die Einsatzmöglichkeiten für das neue Material sind nach Grolls Worten vielfältig. Im Prinzip könnte es die Oberfläche eines jeden Implantats überziehen und so die gefürchtete Abstoßungsreaktion möglicherweise verhindern. Es könnte aber auch selbst als Implantat Verwendung finden, beispielsweise als Netz, das einen Leistenbruch schließt, und die Bildung von neuem, körpereigenem Gewebe anstößt.

Die konkrete Umsetzung in ein Medizinprodukt steht allerdings nicht im Fokus des Forschungsprojekts. „Wir betreiben Grundlagenforschung und arbeiten an den generellen Prinzipien“, sagt Groll. Wohin die Ergebnisse führen, ist offen. „Vielleicht eröffnen wir damit ja ganz neue Wege, an die bisher noch keiner gedacht hat.“

Kontakt

Prof. Dr. Jürgen Groll,
T: (0931) 201-73610; E-Mail: office@fmz.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus
23.02.2017 | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

nachricht Eine Milliarde Euro für die Hochschulmedizin
17.02.2017 | Deutsche Hochschulmedizin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

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