Ausführlich in a kürzlich veröffentlichte Studie in der Online-Ausgabe von Wissenschaftliche translationale Medizin, haben die Forscher im Wesentlichen eine Möglichkeit entwickelt, die schützende Auskleidung des Knies, den sogenannten Meniskus, durch eine zu ersetzen Maßgeschneidertes 3D-gedrucktes Gerüst, das mit menschlichen Wachstumsproteinen angereichert ist, die den Körper dazu anregen, die Auskleidung zu regenerieren selbst. Im Laufe der Zeit wird sich das Gerüst verschlechtern, da das Meniskusgewebe nachzuwachsen beginnt, sodass der Patient am Ende vermutlich ein vollständig ausgebildetes, nicht künstliches Gelenk zurücklässt.
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Die Therapie wurde bisher noch nicht beim Menschen angewendet, wurde aber erfolgreich an Schafen getestet (deren Knie denen des Menschen sehr ähneln) und könnte es sein bieten die erste wirksame und dauerhafte Reparatur beschädigter Menisken, die jedes Jahr bei Millionen von Amerikanern auftreten und zu schwächenden Folgen führen können Arthritis.
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„Derzeit können Orthopäden wenig tun, um einen gerissenen Kniemeniskus zu regenerieren“, sagte Studienleiter Dr. Jeremy Mao. „Einige kleine Risse können wieder vernäht werden, größere Risse müssen jedoch chirurgisch entfernt werden. Während die Entfernung Schmerzen und Schwellungen lindert, fehlt dem Knie der natürliche Stoßdämpfer zwischen Femur und Schienbein, was das Risiko einer Arthritis erheblich erhöht.“
Hier finden Sie einen kurzen Überblick über die Funktionsweise des Verfahrens.
Zunächst führen Ärzte mehrere MRT-Untersuchungen des intakten Meniskus des Patienten im unbeschädigten Knie durch. Mithilfe dieser Scans wird ein äußerst präzises 3D-Modell der Meniskusform erstellt, das dann an einen 3D-Drucker gesendet wird. Das Gerüst wird aus einem speziellen biologisch abbaubaren Polymer namens Polycaprolacton gedruckt – dem gleichen Material, aus dem auflösende Nähte hergestellt werden.
Nach dem Drucken wird das Gerüst mit zwei rekombinanten menschlichen Proteinen infundiert: Bindegewebswachstum Faktor (CTGF) und transformierender Wachstumsfaktor β3 (TGFβ3), bevor sie chirurgisch in den beschädigten Körper implantiert werden Knie. Dr. Maos Team fand heraus, dass die sequentielle Abgabe dieser beiden Proteine vorhandene Stammzellen aus dem Körper anzieht und sie zur Bildung von Meniskusgewebe anregt.
In den an Schafen durchgeführten Versuchen regenerierten sich die Menisken typischerweise innerhalb von etwa vier bis sechs Wochen. Nach drei Monaten liefen die behandelten Tiere normal. In einer Post-Mortem-Analyse stellten die Forscher fest, dass der regenerierte Meniskus in der Behandlungsgruppe strukturelle und mechanische Eigenschaften aufwies, die denen des natürlichen Meniskus sehr ähnlich waren. Sie führen nun Studien durch, um festzustellen, ob das regenerierte Gewebe langlebig ist.
Wenn alles gut geht, könnten 2015 Versuche mit diesem bahnbrechenden neuen Verfahren am Menschen beginnen.
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