Entwicklung von Cellulose-Kollagen-Hybriden zur Anwendung als Implantatmaterial

AUFGABENSTELLUNG

Operationen von Bauch­wand­durch­brüchen (Hernien) zählen zu den häufigsten Operations­arten (ca. 375.000 Fälle pro Jahr in Deutschland). Die chirur­gische Therapie beinhaltet in der Regel den Einsatz eines so genannten Hernien­netzes für den Verschluss und die Stabili­sierung des Durchbruchs. Das seit langem etablierte Standard­material Poly­propylen führt nach wie vor zu hohen Rezidiv­raten aufgrund von Narben­bildung, Schrump­fungen, Netz­wanderungen oder Infektionen. Es besteht daher ein hoher Bedarf an alter­nativen, lang­fristig stabilen Hernien­netzen mit verbesserter Biokompatibilität, schnellerer Einheilung und verringerter Narben­bildung.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Im Projekt soll ein Hybrid­material aus Cellulose und Kollagen für den Einsatz als Hernien­netz entwickelt werden. Eine Matrix aus bakterieller Cellu­lose verleiht dem Gesamt­konstrukt die notwendige mecha­nische Lang­zeit­stabilität, um den Bauch­wand­defekt dauer­haft zu verschließen. Eine kovalente Beschichtung mit Kollagen­peptiden sorgt dafür, dass das Produkt von körper­eigenen Zellen erkannt und akzeptiert wird, was zu einer besseren und schnelleren Einheilung führt. Die bakterielle Cellu­lose wird biotechno­logisch herge­stellt und chemisch modi­fiziert; Kollagen­peptide werden durch Hydro­lyse aus tierischen Roh­stoff­quellen gewonnen. Zusätzlich soll die Rück­seite des Hernien­netzes durch Plasma­behandlung oder Silani­sierung inertisiert werden, um ein Einwachsen auf der dem Bauch­innen­raum zugewandten Seite zu erschweren.

NUTZEN | AUSBLICK

Das im Projekt zu entwickelnde Hybrid­material stellt die Basis für ein neuartiges Hernien­netz auf Basis natür­licher Polymere dar. Es kombiniert die Bio­kompati­bilität von Kollagen mit einer mechanisch belast­baren und nur langsam abbau­baren Cellulose­matrix. Es werden eine verbesserte Einheilung und geringere Rezidiv­raten erwartet. Gegen­über rein biolo­gischen, gewebe­basierten Hernien­netzen haben Cellulose-Kollagen-Komposite den Vorteil, dass sie in gleich­bleibender Qualität, in beliebigen Abmes­sungen und zu erschwing­lichen Preisen angeboten werden können.