Privatdozent Dr. Oliver Pullig, Leiter des Bereichs Herstellung und klinische Studien am Translationszentrum in Würzburg. Foto: ©Michaela Schneider
Aus Nasenknorpel werden Implantate fürs Knie: Wissenschaftler aus Deutschland, Italien, Kroatien und der Schweiz arbeiten im groß angelegten EU-Forschungsprojekt Bio-Chip an einem biotechnologischen Verfahren, um neuartige Gewebeprodukte herzustellen. Profitieren könnten davon in Zukunft vor allem Patienten mit örtlich begrenzten, klar umrissenen Knorpeldefekten, wie sie bei Unfällen oder Sportverletzungen auftreten.
Auch Wissenschaftler des Fraunhofer Translationszentrums Regenerative Therapien in Würzburg sind an dem Projekt beteiligt. Gefördert wird es aus EU-Mitteln von 2015 bis 2019 mit mehr als fünf Millionen Euro.
Wichtigster Schritt bislang war laut Privatdozent Dr. Oliver Pullig, Leiter des Bereichs Herstellung und klinische Studien am Translationszentrum in Würzburg, die Erlangung der Herstellungserlaubnis für die biotechnologisch bearbeiteten Gewebeprodukte im Herbst 2017.
„Dafür musste das Verfahren auf Herz und Nieren geprüft werden“, sagt der 56-Jährige. Die Implantate müssen in Reinräumen hergestellt werden, hier kooperieren die Würzburger Wissenschaftler mit dem Stammzelllabor am Universitätsklinikum.
Als nächstes sollen die Implantate nun im Rahmen einer Phase-II-Studie an Patienten klinisch geprüft werden. Warum aber eignet sich gerade Nasenknorpel für die Implantate? „Unser Idealziel ist es, Patienten möglichst wenig zu belasten und gleichzeitig möglichst knieknorpelähnliche Strukturen zu schaffen“, sagt Pullig. Nasenknorpel kann ambulant und im schonenden Verfahren entnommen werden, das Gewebe ist zur raschen Regeneration in der Lage.
Gleichzeitig zeichnet er sich durch eine sehr hohe Vermehrungsrate aus, das heißt: Es braucht nur wenig Nasenknorpel, um ein viel größeres Implantat herzustellen. Und: Nasenknorpel lässt sich so verändern, dass er am Ende in der Struktur Knieknorpel extrem ähnelt.
Ist die Gewebeprobe mit einem Durchmesser von sieben Millimetern aus der Nasenscheidewand des Patienten entnommen, lösen als nächstes Mitarbeiter des Translationszentrums im Reinraum Knorpelzellen aus dem Gewebe heraus. Diese werden 14 Tage in verschiedenen Kultivierungsschritten vermehrt. Anschließend werden rund 50 Millionen Zellen auf einer Stützstruktur aus Collagen angesiedelt.
Noch erforschen die Wissenschaftler in zwei unterschiedlichen Versuchsreihen, wann der Zeitpunkt nach der Matrix-Besiedelung am geeignetsten ist, um den Knorpelschaden zu heilen. Im ersten Fall gehen sie von zwei Tagen aus, dies würde auch die Herstellungskosten senken, im zweiten von 14 Tagen.
