Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Standardisierte Verletzungen an Hautmodellen für die Entwicklung von Wundheilungstherapien

21.10.2014

Wo an Möglichkeiten zur Therapie von Erkrankungen geforscht werden,werden statistisch aussagekräftige Forschungs- und Untersuchungsmodelle gebraucht. Für vergleichende Wundheilungsstudien ist die Reproduzierbarkeit der gesetzten Wunden essentiell.

Am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC wurde in Zusammenarbeit mit der Fraunhofer IGB-Projektgruppe Würzburg und dem Translationszentrum »Regenerative Therapien für Krebs- und Muskuloskelettale Erkrankungen« (TLZ) ein automatisiertes Verfahren entwickelt, mit dem in künstlich hergestellter Haut standardisierte Wunden gesetzt werden können.


Das in dieser Form weltweit einmalige Gerät »ARTcut®« wurde vom Fraunhofer ISC entwickelt und patentiert.

© Translationszentrum

Dafür wurde vom Fraunhofer ISC das Gerät »ARTcut® – Artificial Tissue Cutter« entwickelt und patentiert. Die Maschine ist in dieser Form einmalig. Auf dem Fachsymposium »Medtech meets Pharma« präsentierte das Translationszentrum seine Arbeit am Dienstag, den 21. Oktober 2014, im Würzburger Vogel Convention Center.

Mit zunehmender Lebenserwartung steigt gleichzeitig die Häufigkeit von altersbedingten Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Insuffizienzen, Demenz, Krebserkrankungen und Diabetes. Als eine Begleiterscheinung des sogenannten Altersdiabetes (Diabetes mellitus Typ II) tritt häufig eine chronische Abberration der Haut, das sogenannten diabetische Fußsyndrom, auf. Es ist neben dem »Dekubitus« und dem »Ulcus cruris« die dritthäufigste chronische Wunde der Haut.

Auf dem Gebiet der Wundheilungsforschung kommen zunehmend In-vitro-Wundmodelle zum Einsatz. Dabei werden entsprechend aufgebaute Hautmodelle gezielt verletzt, um neue Therapieformen im Bioreaktor evaluieren zu können.

Wie chronische Wunden simulieren?

Künstliche Haut aus Collagen und Zellen wird im Labor mit Makrophagen (Zellen des Immunsystems) versetzt, die aus menschlichen Blutproben gewonnen werden. Dabei simuliert die Zugabe eines bestimmten Verhältnisses unterschiedlicher Makrophagen-Zelltypen näherungsweise den Zustand einer “kranken Haut“.

Zur Evaluierung neuer Therapiemöglichkeiten werden die auf diese Weise modifizierten Hautmodelle einheitlich verletzt. An dieser Stelle kommt das vom Fraunhofer ISC entwickelte Gerät ARTcut® zum Einsatz. Dabei werden unter sterilen Bedingungen die jeweiligen Proben einheitlich maschinell verwundet.

Der mittels entsprechender Software gesteuerte hohlzylindrische Bohreinsatz setzt dabei unter hoher Drehgeschwindigkeit, kontrollierter Vortriebsgeschwindigkeit und per Lichtschranke einstellbarer Eindringtiefe reproduzierbare Wunden in dreidimensionale In-vitro-Modelle. Gleichzeitig wird die reproduzierbare Wundsetzung in mehreren Proben innerhalb einer Titerplatte möglich.

Das erhöht den Durchsatz bei der Probenherstellung signifikant. Um eine zusätzliche Qualitätskontrolle zu erreichen, werden von einem Kamerasystem Bilder von der jeweiligen Bohrung erfasst und gespeichert. Der Arbeitsraum lässt sich mithilfe einer eingebauten UV-C-Lampe zeitgesteuert sterilisieren.

Das Gerät ist in einer hochflexiblen Modulbauweise konzipiert. So kann es an individuelle Wünsche des Anwenders bzgl. Design und Funktion angepasst bzw. entsprechend erweitert werden.

Tierversuche werden auf ein Minimum reduziert

Für die Simulation der chronischen Wunde bzw. akuten Wunde werden aus dem Vollblut von Blutspenden Makrophagen gewonnen und in ein künstliches Hautmodell implementiert. Ein erster Schritt, um realen Bedingungen möglichst nahe zu kommen, damit auf dieser Basis entwickelte Therapien auf den Menschen übertragen werden können.

Ein weiterer Vorteil der In-vitro-Modelle: Tierversuche werden auf ein Minimum reduziert. Je mehr Aussagen mit einem solchen Modell über Wundheilungsprozesse abgeleitet werden können, desto weniger Tierversuche müssen gemacht werden.

Das Würzburger Translationszentrum

Medizinprodukte, die auf innovativen Werkstoffen und zellbasierten regenerativen Therapien basieren, werden ein wesentlicher Bestandteil der zukünftigen medizinischen Versorgung sein. Sie werden sowohl Krankheiten effektiver heilen können als auch das Gesundheitssystem langfristig entlasten und für die in Deutschland mittelständisch geprägte Industrie ein neues Marktsegment eröffnen.

Der unter der Leitung von Frau Prof. Dr. biol. hum. Heike Walles vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB neugegründete Institutsteil »Würzburger Translationszentrum Regenerative Therapien für Krebs- und Muskuloskelettale Erkrankungen« am Universitätsklinikum Würzburg soll als Partner der Industrie den schnellen Transfer von Entwicklungen aus der Forschung in neue Produkte unterstützen.

Im Translationszentrum arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Ingenieurinnen und Ingenieure des Lehrstuhls Tissue Engineering und Regenerative Medizin (TERM) des Universitätsklinikums Würzburg und des Würzburger Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC zusammen. Ebenfalls direkt eingebunden sind das Muskuloskelettale Zentrum Würzburg (MCW), der Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Medizin und der Zahnheilkunde (fmz), das Deutsche Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI) sowie das Tumorzentrum der Uni Würzburg (CCC).

In Zusammenarbeit mit dem Geschäftsbereich Gesundheit des Fraunhofer ISC werden u.a. neue Trägermaterialien für das Tissue Engineering sowie biofunktionalisierte Partikel für Diagnostik und Therapie entwickelt und getestet. Das Fraunhofer ISC verfügt über langjährige Expertise und umfangreiches Equipment im Bereich biokompatibler und bioresorbierbarer Materialien und kann GMP-nah ausgestattete Labore für die Entwicklung, Analytik und Herstellung zellbasierter Trägersysteme bereitstellen.

Weitere Informationen:

http://www.isc.frunhofer.de
http://www.term.ukw.de

Marie-Luise Righi | Fraunhofer-Institut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Mehr Patientensicherheit: Neue Testmethoden für die Eignung von Implantaten für MRT-Untersuchungen
11.10.2017 | Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden

nachricht DZHK-Studien: Strahlenfreie und nicht-invasive Diagnose der diastolischen Herzschwäche
10.10.2017 | Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Im Focus: Kalte Moleküle auf Kollisionskurs

Mit einer neuen Kühlmethode gelingt Wissenschaftlern am MPQ die Beobachtung von Stößen in einem dichten Strahl aus kalten und langsamen dipolaren Molekülen.

Wie verlaufen chemische Reaktionen bei extrem tiefen Temperaturen? Um diese Frage zu beantworten, benötigt man molekulare Proben, die gleichzeitig kalt, dicht...

Im Focus: Astronomen entdecken ungewöhnliche spindelförmige Galaxien

Galaxien als majestätische, rotierende Sternscheiben? Nicht bei den spindelförmigen Galaxien, die von Athanasia Tsatsi (Max-Planck-Institut für Astronomie) und ihren Kollegen untersucht wurden. Mit Hilfe der CALIFA-Umfrage fanden die Astronomen heraus, dass diese schlanken Galaxien, die sich um ihre Längsachse drehen, weitaus häufiger sind als bisher angenommen. Mit den neuen Daten konnten die Astronomen außerdem ein Modell dafür entwickeln, wie die spindelförmigen Galaxien aus einer speziellen Art von Verschmelzung zweier Spiralgalaxien entstehen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.

Wenn die meisten Menschen an Galaxien denken, dürften sie an majestätische Spiralgalaxien wie die unserer Heimatgalaxie denken, der Milchstraße: Milliarden von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

bionection 2017 erstmals in Thüringen: Biotech-Spitzenforschung trifft in Jena auf Weltmarktführer

13.10.2017 | Veranstaltungen

Tagung „Energieeffiziente Abluftreinigung“ zeigt, wie man durch Luftreinhaltemaßnahmen profitieren kann

13.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle

16.10.2017 | Physik Astronomie

Was läuft schief beim Noonan-Syndrom? – Grundlagen der neuronalen Fehlfunktion entdeckt

16.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Gewebe mit Hilfe von Stammzellen regenerieren

16.10.2017 | Förderungen Preise