zum Inhalt springen
Powered by

Geht das, schonend Gewebe mit Licht kleben?

Es ist erst einmal nur eine Idee, aber sie könnte letzten Endes Chirurgen Nadel und Faden ersparen. Der Zell- und Molekularbiologe Rainer Wittig vom Ulmer An-Institut ILM strebt dies mit einem fotochemischen Prozess an und will Substanzen testen, die nicht nur Gewebe kleben, sondern auch noch den Prozess der Wundheilung einleiten.

Vom Stuttgarter Wissenschaftsministerium hat der Wissenschaftler jetzt 50.000 Euro und neun Monate Zeit im Rahmen des Ideenwettbewerbs Biotechnologie und Medizintechnik erhalten. Sollte sich die Idee umsetzen lassen, will sich das ILM das Verfahren schützen lassen, um mit interessierten Medizintechnik-Unternehmen in die Produktentwicklung einzusteigen. Eignet sich das neue Verfahren für die Gewebeverbindung, lässt es sich zu einer Plattform-Technologie für die maßgeschneiderte Adaptation unterschiedlichster Gewebe erweitern.

Klinische und experimentelle Verfahren zur Gewebeadaptation

Gelingt Wittigs Verfahren, kann der Operateur in manchen Fällen auf Nadel und Faden verzichten. © Martin Büdenbender/Pixelio.de

Chirurgen greifen zu Nadel und Faden fast unabhängig vom Gewebetyp, sei es bei Anastomosen von Darm, Nerven oder  Gefäßen, um die Gewebelücken zu überbrücken. Allerdings sind Nahtmaterialien Fremdkörper, die unerwünschte Begleitreaktionen hervorrufen können. Trotz erheblicher Verbesserungen, diese körperfremden Materialien biokompatibler zu machen, könne es dennoch zu Fadenabszessen, Fadenfisteln und Fadengranulomen kommen, schildert Wittig die Ausgangslage seines Projektes.

Entsprechend setzen alternative Methoden auf Klebstoffe (wie Fibrinkleber), Hochfrequenzströme oder Laserlicht, das entweder im fotothermischen Gewebeschweißen, der laserunterstützten Gewebeverbindung, oder aber in der fotochemischen Gewebeverbindung eingesetzt wird.

Aber, hat Rainer Wittig festgestellt, weder aktuelle klinische Verfahren noch neue Entwicklungen in der experimentellen Medizin weisen ein Optimum an Eigenschaften auf. Einschränkungen gibt es entweder bei der Stabilität der Verbindung, der Histo- und Biokompatibilität, bei der Produktsicherheit oder dem Infektionsschutz. Nicht zuletzt deshalb konzentrieren sich nach Wittigs Beobachtung akademische wie industrielle Programme auf die Erforschung neuer biokompatibler Materialien und Methoden, die spezifisch funktionelle Anforderungen bei der Adaptation unterschiedlichster Zielgewebe erfüllen.

Ziel: Vereinigung von Fotochemie und Biokompatibilität

Fotochemische Verfahren bieten das Potenzial, biologische Zielstrukturen durch lichtinduzierte Verbindungen zu stabilisieren, ohne Schädigungen thermischer Art zu erzeugen. Falls weder die für die Fotochemie genutzten Agenzien noch deren Reaktionsprodukte Toxizitäten aufweisen, bieten fotochemische Verfahren gegenüber den konkurrierenden Methoden der Gewebeadaptation entscheidende Vorteile, da sie praktisch keine iatrogenen Verletzungen (iatrogen: durch Handlungen des Arztes hervorgerufene Krankheiten, Anm. d. R.) hervorrufen.

Die im Rahmen dieses Pilotprojekts zu verwendenden Substanzen haben in der experimentellen Medizin ihre Biokompatibilität prinzipiell unter Beweis gestellt – es fehlt ihnen lediglich eine mechanisch stabilisierende Eigenschaft, die Wittig mit Hilfe einer kleinen chemischen Modifikation und der Verwendung von Licht herstellen möchte.

Nach der chemischen Modifikation folgen die Licht-Versuche

Das Ziel: mit Licht kleben und eine Gewebematrix schaffen. © Sassi/Pixelio.de

Die im Projektverlauf geplanten Versuche sollen einerseits klären, ob die geplante chemische Modifikation effizient realisierbar ist. Hier hat Wittig kompetente Unterstützung eines Chemikers und ehemaligen Kollegen aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ). Andererseits - und das ist Kernkompetenz des ILM - muss ermittelt werden, wie viel Licht notwendig ist, um die fotochemische Reaktion effizient ablaufen zu lassen und gleichzeitig Zielgewebe zu verbinden. Ziel des Pilotprojekts für Wittig wird es sein, herauszufinden, ob das von ihm angestrebte Verfahren Zugfestigkeit vermittelt, so dass es theoretisch eine Naht unterstützen oder gar ersetzen könnte.

Gelingt dem ILM-Forscher der „proof of concept", wäre die fotochemische Gewebeadaption möglicherweise in Zukunft bei gering mechanisch belasteten Geweben im Rahmen der Mikrochirurgie einsetzbar. Beispielsweise ließen sich durchtrennte Gefäße verbinden, die für eine anderweitige Reparatur unzugänglich sind. Auch die Verbindung von Nervenbahnen, die im Zuge eines Traumas oder eines operativen Eingriffs durchtrennt wurden, wäre eine mögliche medizinische Anwendung. Organe wie Harnleiter, Samenleiter und Harnblase bleiben nach Operationen weitestgehend spannungsfrei, so dass die Naht teilweise oder ganz durch das zu entwickelnde Verfahren ersetzt werden könnte.

Ist die Idee praktikabel, soll das Produkt entwickelt werden

Dr. Rainer Wittig © Pytlik

Glückt das Pilotvorhaben und finden sich industrielle Partner zur Produktentwicklung, könnte auch das unter wachsender Kostenlast ächzende Gesundheitssystem davon profitieren.

Denn mit diesem schonenden fotochemischen Verfahren ließen sich postoperative Komplikationen, die mit hohen Kosten für Nachbehandlungen sowie signifikanten Einschränkungen in der Lebensqualität einhergehen, weitgehend vermeiden.

Zumindest ließen sich zahlreiche Materialien wie Nähte, Klammern und Clips einsparen. Doch, das weiß Wittig nur zu gut, das ist ferne Zukunftsmusik. Bis November wird das Projekt gefördert, dann weiß man am ILM, ob sich die Idee patentieren und zu einem Produkt entwickeln lässt.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/aktuell/geht-das-schonend-gewebe-mit-licht-kleben