Tendon engineering - Spannende Regenerationsforschung

Verletzungen und chronische Erkrankungen von Sehnen und Bändern stellen eine große Herausforderung für die Chirurgie dar, und es besteht ein dringender Bedarf an effektiven und rasch wirksamen Therapien zur funktionellen Sehnenregeneration. Sehnen sind kollagenreiche Bindegewebsstränge, die großen mechanischen Kräften ausgesetzt sind, relativ wenige Zellen enthalten und daher nur sehr langsam und unvollständig heilen. Nach einer Verletzung kommt es zu einer Narbenbildung und es treten häufig Folgeverletzungen auf.

 

Um neue, effektivere Therapieansätze entwickeln zu können, müssen zunächst die biomechanischen und biologischen Prozesse verstanden werden, die der geringen Regenerationsfähigkeit von Sehnen zugrunde liegen. Ziel des Projekts war es, gemeinsam mit der Höheren Technischen Bundeslehr- und Versuchsanstalt (HTBLuVA Salzburg; Ausbildungsschwerpunkt: Biomedizin- und Gesundheitstechnik) einen Bioreaktor für die organotypische Sehnenkultur zu entwickeln, der eine kontinuierliche Messung der biomechanischen Eigenschaften von Rattensehnen in vitro erlaubt. In Zusammenarbeit mit den Schüler/innen der HTBLuVA Salzburg konnte ein Bioreaktor realisiert werden, der es ermöglicht, Sehnengewebe unter zyklischem oder konstantem Zug in vitro zu kultivieren und dabei dessen mechanische Veränderungen zu messen. Die Planung und technische Umsetzung des Bioreaktors erfolgte durch die Schüler/innen im Rahmen ihrer Diplomarbeiten. Die Schüler/innen der HTBLuVA Salzburg hatten auch die Gelegenheit, den Bioreaktor an der Paracelsus Medizinischen Privatuniversität Salzburg in Betrieb zu nehmen.

Die in vitro Kultur von Sehnen in diesem Bioreaktor machte eine Untersuchung der zellulären, biomechanischen und molekularbiologischen Veränderungen unter unterschiedlichen, kontrollierten Bedingungen möglich. Ein Versuchsansatz sollte die Auswirkung von Thrombozytenlysat (PRP) auf die Sehnenqualität untersuchen, da unterschiedliche Sehnenerkrankungen häufig mit PRP behandelt werden. Die organotypische Kultur bietet die Möglichkeit, die Sehnen unter beinahe physiologischen Bedingungen zu untersuchen, da nur unter diesen Bedingungen die in der Kollagenmatrix eingebetteten Sehnenzellen aufgrund einer zellulären Barriere von Serumbestandteilen abgeschirmt werden, ähnlich wie dies in vivo der Fall ist.