Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schleimhäute kleben und Knochenimplantate drucken

06.10.2009
Erweitertes Biomateriallabor an der HNO-Klinik des UKJ bietet beste Forschungsmöglichkeiten

Das seit 1980 an der Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde (HNO) des Jenaer Universitätsklinikums (UKJ) bestehende Biomateriallabor wurde im Juli 2009 vergrößert. In dem Labor arbeiten Mediziner und Biologen vor allem an der Entwicklung von bioverträglichen Gewebsersatzmaterialien für den Schädel-, Gesichts- und Halsbereich.

"An Knorpel klebt eigentlich gar nichts", beschreibt die Biologin Katja Otto das Ausgangsproblem eines der Forschungsprojekte, die gegenwärtig im Labor bearbeitet werden. Da aber gerade bei Operationen im Gesichtsbereich häufig innere Oberflächen von Schleimhaut oder Bindegewebe miteinander verbunden werden müssen, sich diese Gewebe jedoch nur bedingt nähen lassen, wäre ein verträglicher und gut zu handhabender Gewebeklebstoff ein großer Fortschritt.

Hohe Anforderungen an Gewebekleber

Genau daran arbeiten die Forscher im Biomateriallabor gemeinsam mit Partnern in der Industrie. Die Anforderungen an eine solche Klebesubstanz sind hoch. Sie muss natürlich vor allem eine belastbare Verbindung der Gewebe im feuchten Milieu schaffen. "Gängige Klebstoffe wie der körpereigene Fibrinklebstoff oder Klebestoffe für Hautwunden versagen hier", so Katja Otto. "Wir verkleben Gewebeproben von Schweinen mit neu modifizierten Substanzen und messen die mechanische Belastbarkeit der Klebeverbindung."

Zu diesem funktionellen Test kommen zahlreiche Verträglichkeitstests: Der Kleber muss gut abbaubar und ungiftig sein, darf weder Krebs noch Allergien auslösen oder Erbmaterial schädigen. "Neben der Materialentwicklung arbeiten wir gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern auch an den notwendigen Applikationssystemen und sicheren Dosiertechniken für minimal-invasive Operationsmethoden", betont Oberärztin Dr. Gerlind Schneider, die Leiterin des Labors. Bis zum Projektende sollen die vorklinische Erprobung der Gewebeklebstoffe abgeschlossen und die Operationstechnik marktreif sein.

Wegen der Vielzahl hochempfindlicher Gewebe mit verschiedensten Funktionen für Kommunikation, Sinneswahrnehmung und Ästhetik ist die Chirurgie im HNO-Bereich eine besondere Herausforderung. Das treibt auch die Suche nach geeigneten Implantatmaterialien an. In den 1980er Jahren entwickelten und testeten Jenaer HNO-Ärzte in ihrem Biomateriallabor zusammen mit Jenaer Glaschemikern Bioverit®, eine maschinell bearbeitbare biokompatible Glaskeramik, die seitdem vielfach erfolgreich als Knochenersatz eingesetzt wurde.

Schädelimplantate aus dem Drucker

In einem aktuellen Verbundprojekt wird an einem Material geforscht, das Bioverit®-Implantate, die aufwändig individuell bearbeitet werden müssen, in vielen Fällen ersetzen könnte. Die Wissenschaftler wollen Implantate für Knochenersatz im Schädelbereich drucken, maßgenau nach dem Bild aus dem Computer-Tomographen. "Schicht für Schicht entstehen die Implantate", erklärt Dirk Linde das 3D-Druckverfahren. "Wie beim Knochenmaterial sorgt die Kombination aus Mineralien und Bindesubstanz für Festigkeit und Elastizität." Neben der günstigen Herstellungsweise hat das Material wesentliche Vorteile zum ebenfalls häufig eingesetzten Titan: "Das Metall irritiert das Temperaturempfinden und es behindert durch Streueffekte Strahlentherapien, die nach Tumoroperationen oft notwendig sind", so der Biologe.

Die Erweiterung des Labors um einen zusätzlichen Raum verbessert die Möglichkeiten vor allem für die Probenbearbeitung und -analyse. Den drei Mitarbeitern stehen nun Arbeitsplätze zur Präparation von Hart- und Weichgeweben zur Verfügung. "So ist es uns zum Beispiel möglich zu beurteilen, wie schnell und wie gut die in vivo getesteten Schädelimplantate einwachsen und wie das Material reagiert, wenn es mit Gewebsflüssigkeit in Berührung kommt", nennt Dirk Linde nur einen Aspekt, den die Biomaterialspezialisten untersuchen müssen, bevor das Implantatmaterial klinisch getestet werden kann.

Trainingsmodelle zum Ohren-Anlegen

Auch ein drittes Entwicklungsprojekt zielt auf die Erprobung vor der Einbeziehung von Patienten. Die Wissenschaftler im Biomateriallabor arbeiten an anatomischen Trainingsmodellen, mit denen angehende Ärzte Operationen an Gesichtshaut oder Ohrmuschel üben können. "Bis jetzt lernt der Medizinernachwuchs durch intensives Zuschauen", so Oberärztin Gerlind Schneider. "Es gibt zwar einfache Hautmodelle zum Üben von Nähten oder Knoten, aber nichts, das der komplizierten Topografie am Kopf nahe kommt."

Hautfarbene Kunststoffgesichter auf dem Tisch zeugen von den ersten Erfolgen. Die Biologin Sibylle Voigt: "Das Material muss sich nähen lassen. Bei Tests waren erfahrene Operateure beeindruckt von unserer Kunsthaut." In einem nächsten Schritt wollen die Forscher das Material mehrschichtig wie Haut gestalten und wichtige Nervenbahnen und Gefäße berücksichtigen. Am Ende sollen Standard-OP-Übungssets entstehen, zum Beispiel für das Anlegen abstehender Ohren.

"Die Bedürfnisse der Patienten und die Arbeit im Operationssaal sind ein wichtiger Motor für die Forschung an neuen Materialien und Technologien. Im Interesse der Patienten sind wir immer offen für neue Ideen und Kooperationen", betont Oberärztin Gerlind Schneider.

Kontakt:
Oberärztin Dr. Gerlind Schneider
Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde, Universitätsklinikum Jena
07740 Jena
Tel.: 03641/935015
E-Mail: gerlind.schneider[at]med.uni-jena.de

Uta von der Gönna | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neue Therapieansätze bei RET-Fusion - Zwei neue Inhibitoren gegen Treibermutation
26.06.2017 | Uniklinik Köln

nachricht Bei Notfällen wie Herzinfarkt und Schlaganfall immer den Notruf 112 wählen: Jede Minute zählt!
22.06.2017 | Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wellen schlagen

Computerwissenschaftler verwenden die Theorie von Wellenpaketen, um realistische und detaillierte Simulationen von Wasserwellen in Echtzeit zu erstellen. Ihre Ergebnisse werden auf der diesjährigen SIGGRAPH Konferenz vorgestellt.

Denkt man an einen See, einen Fluss oder an das Meer, so sieht man vor sich, wie sich das Wasser kräuselt, wie Wellen gegen die Felsen schlagen, wie Bugwellen...

Im Focus: Making Waves

Computer scientists use wave packet theory to develop realistic, detailed water wave simulations in real time. Their results will be presented at this year’s SIGGRAPH conference.

Think about the last time you were at a lake, river, or the ocean. Remember the ripples of the water, the waves crashing against the rocks, the wake following...

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Maßgeschneiderte Nanopartikel gegen Krebs gesucht

29.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wolken über der Wetterküche: Die Azoren im Fokus eines internationalen Forschungsteams

29.06.2017 | Geowissenschaften

Wellen schlagen

29.06.2017 | Informationstechnologie