Arthritis ist eine sehr häufige Krankheit, die durch schmerzhafte Schäden an unseren Gelenken verursacht wird. Normalerweise polstern Knorpelpolster diese Gelenke ab. Doch durch Verletzungen oder auch mit zunehmendem Alter nutzen sich Knorpel ab. Wenn sich der Knorpel abnutzt, beginnt der Knochen auf den Knochen zu stoßen, und alltägliche Aktivitäten wie das Gehen werden sehr schmerzhaft.
Die bislang wirksamsten verfügbaren Behandlungen versuchen, den beschädigten Knorpel durch ein gesundes Stück zu ersetzen. Gesunder Knorpel ist jedoch nur in begrenzter Menge vorhanden. Wenn es sich um eigenen Knorpel handelt, könnte die Transplantation die Stelle verletzen, an der er entnommen wurde. Wenn er von einer anderen Person stammt, ist es unter Umständen möglich, dass das Immunsystem ihn abstößt. Aus diesen Gründen suchen Forscher nach einem anderen Ansatz für die Behandlung von Arthritis.
In älteren Studien wurde bereits nachgewiesen, dass Elektrizität die Heilung von Weichteilverletzungen unterstützt, indem sie Zellen zur Vermehrung anregt. Nun konnte ein Forscherteam zeigen, dass ein stromproduzierendes implantierbares Material auch das Nachwachsen von Knorpel in geschädigten Gelenken fördern kann, und zwar ohne chemische Wachstumsfaktoren, die unerwünschte Nebenwirkungen verursachen können. Ein Artikel über die Studie wurde kürzlich in der Zeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht.
In der Studie untersuchten die Wissenschaftler die Verwendung eines „Gewebegerüsts“ aus Nanofasern eines biologisch abbaubaren Polymers mit der Bezeichnung Poly-L-Milchsäure (PLLA). Dieses Polymer war zuvor zur Beschleunigung der Heilung gebrochener Knochen verwendet worden.
Gewebegerüste haben eine gerüstartige dreidimensionale innere Struktur, die als eine Art Lagerstätte für benachbarte Zellen dient, in die sie einwandern und sich vermehren können. Schließlich löst sich das Gerüst auf und wird vollständig durch die Zellen ersetzt, so dass ein festes Stück biologisches Gewebe entsteht.
Leider, so die Wissenschaftler der University of Connecticut, ist Gelenkknorpel, der mit herkömmlichen Gerüsten nachgewachsen ist, tendenziell schwächer als der ursprüngliche Knorpel, so dass er bei regelmäßigem Gebrauch schnell kaputt geht. Hier kommt das neu entwickelte Gewebegerüst aus PLLA zum Einsatz.
PLLA ist nicht nur biokompatibel, sondern auch ein piezoelektrisches Material, d. h. es erzeugt bei mechanischer Belastung einen kleinen elektrischen Strom. Daher haben die Forscher erwartet, dass ein aus diesem Material hergestelltes Gewebegerüst, das in ein Kniegelenk implantiert wird, kontinuierlich knorpelstärkenden Strom erzeugt, wenn es beim Gehen zusammengedrückt wird.
Tatsächlich zeigte sich beim Einsatz in verletzten Kniegelenken von Kaninchen, dass nach ein bis zwei Monaten starker, robuster Knorpel in den Gelenken nachwuchs. Bei einer Kontrollgruppe mit Kaninchen, die ein nicht-piezoelektrisches Gewebegerüst erhielt, kam es dagegen nur zu einer geringen Heilung des beschädigten Knorpels.
Als Nächstes soll das neue Material an größeren, älteren Tieren getestet und der nachgewachsene Knorpel mindestens ein oder zwei Jahre lang beobachtet werden.
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