CellStretch - UV-Licht öffnet Tor für künstliche Sehnen

Künstliches Körpergewebe zu erzeugen, dazu ist die rekonstruktive Medizin mithilfe des Tissue-Engineerings bereits in der Lage. Um das Wachstum der Gewebszellen zu kontrollieren, setzt die Medizin sogenannte Zell-Stretcher ein. Die Zellen werden dabei auf Folien aus Polymeren aufgetragen, diese Folien bilden damit das Substrat der Zellkultur, die im Zell-Stretcher auf ihre mechanische Belastbarkeit untersucht wird.

Die Hürde für dieses Vorgehen war aber bisher die eingeschränkte Zellverträglichkeit der Polymerfolien. Hier setzte das industrielle Forschungsprojekt CellStretch – eine Kooperation von Universität und aufstrebenden Kleinunternehmen – an. Es gelang den ForscherInnen, durch die Bestrahlung mit Ultraviolettlicht die Oberfläche von dehnbaren Polymerfolien biokompatibel zu machen, um sie als Substrate zur mechanischen Stimulierung von Zellen in einem Zell-Stretcher verwenden zu können.

Die Folien wurden dazu in einer reaktiven Atmosphäre mit dem Licht einer Xe2* Excimer-Lampe im tiefen UVLicht bestrahlt, damit die chemische Zusammensetzung der Oberfläche verändert und die Folien insbesondere hydrophil, also wasserannehmend gemacht. Die Zellverträglichkeit der Polymerfolien konnte damit signifikant verbessert werden.

Brutkasten für künstliche Sehnen

Als "proof of principle" entwickelte CellStretch ein künstliches Sehnenmodell. Auch hier war das Projekt erfolgreich: Der Zell-Stretcher wurde so modifiziert, dass er auch in einem Zellbrutschrank betrieben werden kann. Durch eine dadurch mögliche mehrtägige oszillierende Verstreckung können aus Haupt-Biopsien gewonnene Zellen auf der Polymeroberfläche ausgerichtet und zur Produktion von Kollagenfasern angeregt werden, wie man sie auch in Sehnen findet. Somit ist es CellStretch gelungen, erstmalig ein Modell zur Züchtung von künstlichen Sehnen für die rekonstruktive Medizin zu etablieren.

Darüber hinaus erreichte das Projekt als Alleinstellungsmerkmal, den entwickelten Zell-Stretcher über mehrere Tage oder sogar Wochen in einem Zellbrutschrank betreiben zu können. Die mechanische Stimulation von Zellen kann so viel länger als bisher durchgeführt werden.

Konsortialführer

Johannes Kepler Universität Linz, Institut für Angewandte Physik

Weitere Konsortialpartner

• Innerbichler GmbH
• Innovacell Biotechnologie AG

Projektkoordinator

a. Univ.-Prof. Dr. Johannes Heitz
E-Mail: johannes.heitz@jku.at