Eine Kombination aus fortschrittlichem Gerüstmaterial und sogenannten adulten Stammzellen verbessert die Heilung von Rotatorenmanschetten-Sehnenrissen im Vergleich zu einer alleinigen Operation, wie eine Studie an Ratten nahelegt.
„Als orthopädischer Schulter- und Kniechirurg und Chemieingenieur halte ich die Kombination aus modernen Materialien und adulten Stammzellen für sehr vielversprechend“, sagte Dr. Cato T. Laurencin von der University of Connecticut in Farmington gegenüber Reuters Health. „Im Bereich der Schulter wollen wir diese Technologie als nächstes in die klinische Anwendung bringen, um Rotatorenmanschettensehnenrisse teilweise und vollständig zu behandeln“, sagte er per E-Mail.
Risse der Rotatorenmanschette kommen häufig vor und müssen oft operativ behandelt werden. Die meisten schweren Risse treten jedoch wieder auf und erfordern eine weitere Operation. Da Sehnen hauptsächlich aus Kollagenfasern bestehen und nur wenige Zellen aufweisen, verfügen sie nur über eine geringe Fähigkeit zur eigenständigen Regeneration, schreibt Laurencins Team im Online-Journal PLoS ONE.
Um herauszufinden, ob die Nachahmung der Umgebung, in der Sehnen normalerweise wachsen, dazu beitragen würde, dass reparierte Sehnen besser heilen als nur durch eine Operation, testeten die Forscher ein künstliches Gerüst mit eingebetteten Stammzellen an Ratten mit einem operativ reparierten Sehnenriss. Sie verglichen die Heilung mit der gleichen Art von Reparatur bei Ratten, die nur die Operation erhalten hatten.
Die Risse, die nur mit Nähten repariert wurden, wiesen 12 Wochen nach der Operation noch immer ungeordnetes Gewebe auf, während die Sehnen nach der Reparatur mit einem Ansatz, bei dem modernes Gerüstmaterial mit Zellen kombiniert wird, um ideale Bedingungen für die Geweberegeneration zu schaffen, viel normaler erschienen.
Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass die Zugabe von Stammzellen zur Matrix bzw. zum Gerüst im Vergleich zu einer alleinigen Naht auch zu einer erhöhten mechanischen Festigkeit und normaleren Eigenschaften des Ersatz-Sehnengewebes geführt habe.
Die Stammzellen selbst verschwanden mit der Zeit, was darauf schließen lässt, dass die therapeutische Wirkung eher auf die Freisetzung von Wachstumsfaktoren oder anderen Signalmolekülen durch sie zurückzuführen ist und nicht darauf, dass sich die Stammzellen in Sehnen verwandelten.
„Wir glauben, dass sie die lokale Umgebung verändern und sie für die Regeneration kompatibler machen können“, sagte Laurencin. „Die Stammzellen müssen nicht zu neuem Gewebe werden; sie können wirken, indem sie die Umgebung beeinflussen, um besseres, regeneriertes Gewebe zu bilden. Die Verwendung einer auf Nanotechnologie basierenden Matrix ist wichtig, um dies zu erreichen. Das ist es, was diese Studie nahelegt.“
„Wir entwickeln diese Art von Technologie auch zur Behandlung von Knieproblemen“, bemerkte er.
„Wir glauben, dass die Zukunft der Geweberegeneration in der Kombination einer Reihe von Wissenschafts- und Technologiebereichen liegt: fortgeschrittene Materialwissenschaften, Stammzellenforschung, das Verständnis der Wirkung physikalischer Kräfte bei der Regeneration, Entwicklungsbiologie und klinische Umsetzung“, sagte Laurencin.
„Die hier vorgestellte Arbeit kombiniert viele Elemente der regenerativen Technik. Die wirklichen Erfolge werden nicht allein durch die Verwendung von Stammzellen erzielt, sondern durch die Konvergenz verschiedener Technologien. Diese neue Denkrichtung wird den Patienten in den kommenden Jahren spannende neue Möglichkeiten bieten“, sagte er.
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