Reparatur von geschädigtem Gewebe durch Hydrogelinjektion
Hydrogele unterst¨¹tzen die Regeneration von Gewebe nach Unfall oder Krankheit. Oncay Yasa und Robert Katzschmann haben ein schwammartiges Hydrogel entwickelt, welches sich durch eine Kan¨¹le injizieren l?sst. Die erm?glicht Patienten einen minimal invasiven Eingriff f¨¹r die Implantierung.
Professor Robert Katzschmann und Dr. Oncay Yasa haben neuartige Zusammensetzungen f¨¹r Hydrogele entwickelt, die sich wie Schw?mme verhalten. Das Material schrumpft unter Kompression enorm und nimmt seine Form wieder an, wenn es losgelassen wird. Solche Hydrogele k?nnen in der regenerativen Medizin eingesetzt werden, zum Beispiel f¨¹r die Reparatur von Knorpel- und Knochengewebe. Das hochkomprimierbare Hydrogel wird ausserhalb des K?rpers hergestellt und dann mit einer Nadel injiziert. Der Vorteil ist ein minimal invasiver Eingriff, um das Material dort zu platzieren, wo es gebraucht wird.
Der Zaubertrick hinter dem schwammartigen Verhalten des Hydrogels sind speziell pr?parierte rote Blutk?rperchen, die als Ger¨¹st dienen. Die Zellen wurden so pr?pariert, dass Fl¨¹ssigkeit aus den Zellen hinaus und wieder hinein diffundieren kann. Wird das Hydrogel zusammengedr¨¹ckt, so wird die Fl¨¹ssigkeit aus den Zellen hinausgepresst. Dabei reduziert sich das Volumen der gesamten Struktur. L?sst der Druck nach, so fliesst die Fl¨¹ssigkeit zur¨¹ck in das Zellinnere und das Gewebe schwillt makroskopisch an. Die Zellw?nde von roten Blutk?rperchen sind enorm robust und deformieren sich reversibel unter Belastung. Das macht sie zu idealen Bausteinen f¨¹r das zusammendr¨¹ckbare Hydrogel.
Yasa erl?utert weitere Vorteile ihres Hydrogels: ¡°Diese Erfindung ist biokompatibel und biologisch abbaubar, da wir die roten Blutk?rperchen des Patienten selbst nutzen k?nnen. Dies ist ein wichtiger Aspekt, denn das Hydrogel unterst¨¹tzt die Regenerierung des Gewebes in der ersten Phase. Sp?ter zersetzt sich es langsam und macht Platz f¨¹r das nat¨¹rlich nachwachsende Gewebe."
Katzschmann sieht das auf roten Blutzellen basierende Hydrogel als eine Plattformtechnologie mit zahlreichen Anwendungen. Neben der Gewebebehandlung in der regenerativen Medizin kann das Hydrogel auch als System zur Verabreichung von Medikamenten dienen. Das Hydrogel l?sst sich w?hrend der Polymerisierung mit Wirkstoffen beladen und kann dann lokal injiziert werden, wo die Behandlung notwendig ist. So wird eine weite Verteilung des Wirkstoffs im K?rper vermieden und Nebenwirkungen m?glicherweise reduziert. Ein langfristiges Ziel ist die Entwicklung von Soft-Robotern aus funktionalen Hydrogelen, die sich im K?rper fortbewegen k?nnen. Katzschmann begr¨¹sst die R¨¹ckmeldung der Industrie zu weiteren Anwendungen: ¡°Wir sind offen f¨¹r die Anwendung der Technologie in anderen Bereichen, f¨¹r die Anpassung an unterschiedliche Wirkstofftr?ger und sehen auch andere Instrumente als Spritzen f¨¹r die Darreichung.¡±
Kontakt/Links:
Soft Robotics Lab, Prof. Robert Katzschmann
Publikation: "externe SeitePerforated red blood cells enable compressible and injectable hydrogels as therapeutic vehicles"
F¨¹r Informationen zum Patent bitte bei ETH transfer melden:
Sind Sie interessiert an weiteren spannenden "News for Industry" Storys?
Abonnieren Sie unseren Newsletter
externe SeiteFolgen Sie uns auf LinkedIn
Suchen Sie Forschungspartner an der ETH Z¨¹rich?
Kontaktieren Sie ETH Industry Relations