'Lebender'Knorpel, der mit Stammzellen gezüchtet wird, könnte Hüftoperationen verhindern
In ihrer Studie beschreiben die Forscher, wie neuer Knorpel aus patienteneigenen Stammzellen gezüchtet werden kann, die aus Fett unter der Haut gewonnen werden.
Der neue Knorpel wird so gezüchtet, dass er ein synthetisches 3-D-Gerüst bedeckt, das in die exakte Form des Hüftgelenks des Patienten geformt werden kann.
- Osteoarthritis ist die häufigste Form von Arthritis
- Zwischen 2008 und 2011 hatten etwa 30,8 Millionen Menschen in den U.S.A. an Arthrose
- Im Jahr 2011 waren rund 80 Prozent aller Hüftgelenkersatzoperationen in den USA auf Arthrose zurückzuführen
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Dieses mit Knorpel überzogene Gerüst kann auf die Oberfläche des beschädigten Hüftgelenks des Patienten implantiert werden. Das Team erklärt, dass dies die durch Arthrose verursachten Schmerzen lindern und für einige Patienten eine Hüftgelenkersatzoperation verzögern oder aufhalten könnte.
Das Gerüst wurde aus rund 600 biologisch abbaubaren Faserbündeln hergestellt, die miteinander verwoben sind und ein robustes Gewebe bilden, das die Fähigkeit hat, wie normaler Knorpel zu funktionieren.
„Als Beweis dafür sind die gewebten Implantate stark genug, um Belastungen bis zum 10-fachen des Körpergewichts eines Patienten standzuhalten, was typischerweise das ist, was unsere Gelenke tragen müssen, wenn wir Sport treiben“, sagt Studien-Co-Autor Franklin Moutos, Ph.D., Vizepräsident für Technologieentwicklung bei Cytex Therapeutics Inc.
Darüber hinaus erklären die Forscher, wie sie durch das Einfügen eines Gens in den neu gewachsenen Knorpel die Freisetzung von entzündungshemmenden Molekülen auslösen können, die das Potenzial haben, die Rückkehr der Arthritis zu stoppen.
„Wenn es eine Entzündung gibt, können wir einem Patienten ein einfaches Medikament geben, das das von uns implantierte Gen aktiviert, um die Entzündung im Gelenk zu senken“, erklärt Guilak. „Wir können die Gabe des Medikaments jederzeit stoppen, wodurch das Gen ausgeschaltet wird.“
Er fügt hinzu, dass diese Gentherapie-Komponente von entscheidender Bedeutung ist; erhöhte Werte von Entzündungsmolekülen in einem Gelenk können Schmerzen verstärken und den Knorpel schädigen. Die Fähigkeit, das Niveau dieser Moleküle zu reduzieren, kann den neu gewachsenen Knorpel schützen und die langfristige Funktion fördern.
Die Forscher glauben, dass ihr neuartiges Implantat eines Tages eine dringend benötigte Alternative zur Hüftprothesenoperation für die Millionen von Patienten mit Arthrose bieten könnte – viele davon sind jüngere Patienten im Alter von 45 bis 65 Jahren.
„Wir stellen uns für die Zukunft vor, dass diese Population jüngerer Patienten ideale Kandidaten für diese Art von biologischem Gelenkersatz sein könnten.“
Studienkoautor Bradley Estes, Ph.D., Cytex Therapeutics Inc.
Das Team sagt, dass die Implantate jetzt in Tiermodellen getestet werden, und wenn sie erfolgreich sind, könnten sie innerhalb der nächsten 3 bis 5 Jahre beim Menschen zum Einsatz kommen.
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