Chronische Erkrankungen können verschiedene Gewebe des Körpers schädigen. Um einen therapeutischen Wirkstoff an die richtige Stelle im Körper zu bringen, braucht es Trägermaterialien. Als Bausteine für solche medizinischen Trägermaterialien dienen marine Biopolymere, die dafür sorgen, dass Therapien dort wirken, wo sie wirken sollen: im Herz-Kreislaufsystem oder um Entzündungen oder Knochen- und Knorpeldefekte zu behandeln.
Defekte Knochen und Aneurysmen an der richtigen Stelle therapieren
Forschende entwickeln jetzt im Projekt „BlueBioPol“ Trägermaterialien für individuelle Transportsysteme, die den Wirkstoff, die Zelle oder den Genvektor zum Wirkungsort bringen. So lassen sich Gewebedefekte gezielt und lokal therapieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit rund 800.000 Euro.
Das Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH) ist einer der Projektpartner aus Medizin, Pharmazie, Materialwissenschaft und mariner Biotechnologie. Die biomedizinische Anwendung der neuen Trägermaterialien wird in zwei Arbeitsgruppen am UKSH untersucht: Eine davon leitet Professor Oliver Müller. Er ist Principal Investigator am DZHK. In der Arbeitsgruppe „Translationale Kardiologie und Angiologie“ entwickeln er und sein Team Transportsysteme, um therapeutische Gentransfervektoren zur Behandlung von Durchblutungsstörungen und Aneurysmen in Muskelgewebe bzw. in die Gefäßwand zu bringen. Die beiden Gruppen wollen auch untersuchen, inwieweit sich die Hydrogele nutzen lassen, um Implantate im 3D (Bio-)Drucker herzustellen.
Hydrogele aus marinen Biopolymeren ähneln menschlichem Gewebe
Die bioaktiven Trägermaterialien zu entwickeln ist nun Aufgabe der Projektpartner: Hydrogele eignen sich besonders gut, da sie der Grundsubstanz von menschlichem Gewebe ähneln. Solche Biopolymer-basierten Hydrogele werden beispielsweise aus Algen oder Quallen hergestellt. Auch Abkömmlinge von Chitin, das sich zum Beispiel als Gerüstmaterial im Panzer von Krustentieren findet, eignen sich sehr gut als Baustein für Trägermaterialien. Sowohl ihre Form als auch ihre Eigenschaften lassen sich flexibel an unterschiedliche Gewebedefekte anpassen. Dafür kombinieren Forschende der Materialwissenschaft sie mit Nanomaterialien.
Hydrogele, die auf Licht, Temperatur oder elektrische Signale reagieren, lassen sich besser steuern
„Indem wir bestimmte, funktionale Nanomaterialien in die Hydrogele einbringen, erhalten sie neue Funktionen. So können sie zum Beispiel responsiv werden und auf äußere Reize wie Licht, Temperatur oder elektrische Signale reagieren“, erklärt Teilprojektleiter Dr. Fabian Schütt aus der Arbeitsgruppe „Funktionale Nanomaterialien“. Darüber lassen sie sich steuern, um zum Beispiel transportierte Wirkstoffe kontrolliert freizusetzen.
Quelle: Pressemitteilung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
