Entwicklung von Wundheilungstherapien Standardisierte Verletzungen an Hautmodellen

Für vergleichende Wundheilungsstudien ist die Reproduzierbarkeit der gesetzten Wunden essentiell. Würzburger Foscher haben nun ein automatisiertes Verfahren entwickelt, mit dem in künstlich hergestellter Haut standardisierte Verletzungen gesetzt werden können. Ihr Gerät stellten Sie anlässlich des Fachsymposiums „Medtech meets Pharma“ in Würzburg vor.

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Fraunhofer-Institut für Silicatforschung

Würzburg – Wo an Möglichkeiten zur Therapie von Erkrankungen geforscht werden, sind statistisch aussagekräftige Forschungs- und Untersuchungsmodelle gebraucht. Für vergleichende Wundheilungsstudien ist die Reproduzierbarkeit der gesetzten Wunden essentiell. Am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC wurde in Zusammenarbeit mit der Fraunhofer IGB-Projektgruppe Würzburg und dem Translationszentrum „Regenerative Therapien für Krebs- und Muskuloskelettale Erkrankungen“ (TLZ) ein automatisiertes Verfahren entwickelt, mit dem in künstlich hergestellter Haut standardisierte Wunden gesetzt werden können. Dafür wurde vom Fraunhofer ISC das Gerät „ARTcut – Artificial Tissue Cutter“ entwickelt und patentiert. Die Maschine ist in dieser Form einmalig. Auf dem Fachsymposium „Medtech meets Pharma“, organisiert von DeviceMed, präsentierte das Translationszentrum seine Arbeit am Dienstag, den 21. Oktober 2014, im Würzburger Vogel Convention Center.

Wie chronische Wunden simulieren?

Mit zunehmender Lebenserwartung steigt gleichzeitig die Häufigkeit von altersbedingten Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Insuffizienzen, Demenz, Krebserkrankungen und Diabetes. Als eine Begleiterscheinung des sogenannten Altersdiabetes (Diabetes mellitus Typ II) tritt häufig eine chronische Abberration der Haut, das sogenannten diabetische Fußsyndrom, auf. Es ist neben dem „Dekubitus“ und dem „Ulcus cruris“ die dritthäufigste chronische Wunde der Haut.

Auf dem Gebiet der Wundheilungsforschung kommen zunehmend In-vitro-Wundmodelle zum Einsatz. Dabei werden entsprechend aufgebaute Hautmodelle gezielt verletzt, um neue Therapieformen im Bioreaktor evaluieren zu können.

Künstliche Haut aus Collagen und Zellen wird im Labor mit Makrophagen (Zellen des Immunsystems) versetzt, die aus menschlichen Blutproben gewonnen werden. Dabei simuliert die Zugabe eines bestimmten Verhältnisses unterschiedlicher Makrophagen-Zelltypen näherungsweise den Zustand einer „kranken Haut“.

Zur Evaluierung neuer Therapiemöglichkeiten werden die auf diese Weise modifizierten Hautmodelle einheitlich verletzt. An dieser Stelle kommt das vom Fraunhofer ISC entwickelte Gerät ARTcut zum Einsatz. Dabei werden unter sterilen Bedingungen die jeweiligen Proben einheitlich maschinell verwundet. Der mittels entsprechender Software gesteuerte hohlzylindrische Bohreinsatz setzt dabei unter hoher Drehgeschwindigkeit, kontrollierter Vortriebsgeschwindigkeit und per Lichtschranke einstellbarer Eindringtiefe reproduzierbare Wunden in dreidimensionale In-vitro-Modelle. Gleichzeitig wird die reproduzierbare Wundsetzung in mehreren Proben innerhalb einer Titerplatte möglich. Das erhöht den Durchsatz bei der Probenherstellung signifikant. Um eine zusätzliche Qualitätskontrolle zu erreichen, werden von einem Kamerasystem Bilder von der jeweiligen Bohrung erfasst und gespeichert. Der Arbeitsraum lässt sich mithilfe einer eingebauten UV-C-Lampe zeitgesteuert sterilisieren.

Das Gerät ist in einer hochflexiblen Modulbauweise konzipiert. So kann es an individuelle Wünsche des Anwenders bzgl. Design und Funktion angepasst bzw. entsprechend erweitert werden.

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