Statt neuer Gelenke: Biomaterial lässt Knorpel wachsen

Wenn der Knorpel in einem Gelenk einmal beschädigt ist, dann bleibt dieser Zustand in der Regel so bestehen. Unsere Haut oder auch einige innere Organe wie etwa die Leber wachsen wieder nach — bei Knorpel ist das nicht der Fall. Zumindest bisher nicht. Forscher:innen haben allerdings nun ein Biomaterial entwickelt, das beschädigten Knorpel in Gelenken zum Wachstum anregen kann. In Zukunft könnte so öfter auf den Einsatz künstlicher

Gelenke verzichtet werden.

Paste im Gelenk regeneriert Knorpel

Wenn Knorpel zu sehr zurückgeht — entweder durch altersbedingten Verschleiß oder aufgrund einer Verletzung, kommt es zu schmerzhaftem Kontakt zwischen den Knochen eines Gelenks, was zu Folgeerkrankungen wie etwa Arthrose führen kann. Bei massiven Knorpelschäden hilft letztlich in vielen Fällen nur noch ein künstliches Gelenk. Dessen Einsatz ist jedoch mit einer großen Operation, langer Rehabilitationszeit sowie möglichen Komplikationen verbunden. Die Wissenschaft ist deshalb auf der Suche nach Möglichkeiten, einen geschädigten Knorpel zur Regeneration anzuregen.

Ein Forschungsteam rund um Jacob Lewis von der Northwestern University verfolgt dabei einen innovativen Ansatz. Die Forscher:innen haben ein bioaktives Material entwickelt. Dieses kann in Form einer dicken Paste in das Gelenk eingebracht werden, wo es sich zu einem gummiartigen Schleim verwandelt und das Wachstum des Knorpels anregt. Nach getaner Arbeit löst es sich dann rückstandslos auf.

Das Material konnte bereits erfolgreich an den Gelenken von Schafen getestet werden. Der Gelenkaufbau bei diesen Tieren ist dem beim Menschen sehr ähnlich. Geschädigte Knorpel in den Gelenken der Schafe haben sich nach der Behandlung innerhalb von sechs Monaten deutlich regeneriert.

Neues Knorpelgewebe im Gelenk

Das neu entwickelte Material besteht aus zwei wesentlichen Komponenten. Es enthält ein bioaktives Peptid, das an ein für das Knorpelwachstum wichtiges Protein bindet und so die Entstehung von neuem Knorpelgewebe anregt sowie aus modifizierter Hyaluronsäure.

„Viele Menschen sind mit Hyaluronsäure vertraut, weil sie ein beliebter Inhaltsstoff in Hautpflegeprodukten ist. Sie kommt auch in vielen Geweben des menschlichen Körpers vor, unter anderem in den Gelenken und im Gehirn. Wir haben sie ausgewählt, weil sie den natürlichen Polymeren im Knorpel ähnelt“, so Samuel Stupp, der als Seniorautor an der Studie beteiligt war. Die Hyaluronsäure ist so in der Lage, die natürliche Architektur des Knorpels nachzuahmen. Gemeinsam mit dem in dem Material enthaltenen Peptid bildet sie dann ein Gerüst aus faserigen Bündeln, welches das Gelenk in der Zeit nach der Behandlung stützen soll. Außerdem dient es als Besiedlungsfläche für neu entstehendes Knorpelgewebe. Zu dem Zeitpunkt, an dem sich das Gerüst auflöst, ist der regenerierte Knorpel nicht mehr auf die Unterstützung angewiesen.

Die Forscher:innen stellen sich vor, dass das Biomaterial in Zukunft bei medizinischen Eingriffen wie etwa Gelenkspiegelungen angewendet werden. Derartige Eingriffe hinterlassen kleine Läsionen im Knorpel. Eines Tages könnte mit der Paste dann auch Arthrose und andere Gelenkserkrankungen behandelt werden, was die Notwendigkeit des Einsatzes künstlicher Gelenkre reduzieren würde.

via Northwestern University