Tissue engineering peripherer Nerven mit Spinnenseide
Bis zum heutigen Tage werden im klinischen Alltag Nervendefekte durch die Interposition eines Spendernerven versorgt, dessen Entnahme das Effektorgebiet des Nerven ohne Sensibilität oder mit einer verminderten Funktion hinterlässt und oft nur zu einer unzureichenden Regeneration führt. Viele Studien haben das Problem des idealen, künstlich hergestellten Nervenimplantates, das das axonale Wachstum fördert, untersucht. Trotz deutlich besserer Ergebnisse konnte eine komplette Regeneration nicht erreicht werden, da Abbauprodukte und Fremdkörperreaktionen die Proliferation der Zellen behinderten. Auf der Suche nach neuen Biomaterialien gewinnen zunehmend natürlich vorkommende Stoffe eine große Bedeutung. Native Spinnenseide erwies sich als zellverträglich, adhäsions- und proliferationsfördernd.
Ziel des Forschungsvorhabens war die Schaffung eines transplantierbaren Nervenimplantates, welches die Regeneration peripherer Nerven unterstützt oder sogar beschleunigt. Mit dem „Tissue engineering“ d.h. die Züchtung von Geweben, kann man dem Ziel der Herstellung eines Nervenäquivalentes näher kommen.
In dieser Studie sollte nach verbesserten Trägermaterialien für die Herstellung von Nervenimplantaten geforscht werden. Hierbei zeigte sich, dass Spinnenfäden der Gattung Nephila clavipe Eigenschaften besitzen, welche die Adhäsion und die Proliferation von Zellen förderten und sich somit hervorragend für das „Tissue engineering“ von Nerven eigneten. Die in diesem Forschungsprojekt verwendeten azellularisierten porcinen Venolen dienten als Hüll- und Leitschiene und erwiesen sich hervorragend geeignet und stabil.
Die Herstellung eines künstlichen Nervenkonstruktes Spinnenfäden und azellulären Venolen konnte somit erfolgreich umgesetzt werden und in vivo am Großtiermodell Schaf ausgetestet werden.
Am intubierten, beatmeten Schaf wurde proximal des Kniegelenkes beginnend eine leicht gebogene Hautinzision über dem ventralen Rand des Musculus biceps femoris im Verlauf des Muskelrandes vorgenommen. Die Faszie wurde im Bereich des intermuskulären Septums zwischen M. biceps femoris und M. tensor fascia lata längsgespalten. Der M. biceps femoris wurde in seinem sehnigen Ansatz vom Knie des Schafes partiell gelöst. Musculus tensor fascia lata und M. biceps femoris wurden nun stumpf unter Ligatur eines in den M. biceps femoris ziehenden Gefäßbündels voneinander getrennt. In der intermuskulären tiefen Schicht wurde proximal der N. ischiadicus sichtbar, der sich weiter distal in den N. fibularis communis und den N. tibialis aufteilt. Der Nervus tibialis wurde in seiner Länge bis zu seiner Abbiegung um das Fibulaköpfchen herum dargestellt. Ein Segment von ca. 6 - 8 cm Länge wurde aus dem Nervus tibialis herausgeschnitten nach Drehung des Nervens unter Verwendung mikrochirurgischen Nahtmaterials und Lupenbrillensicht replantiert.
Die Spinnenseide stellte sich als biokompatibel und zellverträglich heraus. Die Versuchstiere zeigten keine immunologischen Reaktionen über den gesamten Versuchablauf. Postoperativ zeigten die Ratten mit Nervenkonstrukten aus Spinnenseide ein deutlich besseres Laufbild und eine verminderte Muskeldystrophie.. Die Konstrukte wurden komplett in den Nervendefekt integriert und zeigten eine gute Vaskularisierung, einsprießende Axone sowie myelinbildende Schwann Zellen. Die Funktion des rekonstruierten N. tibialis war nahezu komplett wiederhergestellt.
