Menisken im Kniegelenk haben die Funktion von Stossdämpfern, indem sie Belastungen wie Schläge und Stösse abfedern. Verletzt werden diese häufig durch abrupte Stop-and-go-Bewegungen oder Verdrehungen, bei denen sehr starke Kräfte auf das Kniegelenk einwirken. Muss in der Folge Meniskusgewebe teilweise oder ganz entfernt werden, steigt das Risiko, später eine Arthrose zu entwickeln. Geistlich will als Regenerationsspezialistin dieses Risiko minimieren und koordiniert das von der Europäischen Union unterstützte Forschungs- und Innovationsprojekt MEFISTO. Bei diesem Projekt handelt es sich um den Zusammenschluss von 13 internationalen Partnern aus Industrie und Wissenschaft, die ein gemeinsames Ziel vor Augen haben: Die Entwicklung eines Produktes, das fehlendes Meniskusgewebe ersetzt.
MEFISTO will den Patientinnen und Patienten nach Meniskusverlust eine Alternative anbieten, um das erhöhte Arthrose-Risiko zu vermindern. Dies geschieht mit biofunktionalen Lösungen. Biofunktional deshalb, weil diese Produkte fähig sind, die vorgesehene Regenerationsfunktion im wechselseitigen Zusammenspiel mit dem menschlichen Körper auszuführen. Eine frühzeitige Erkennung des Risikos und entsprechende Behandlung ist enorm wichtig und kann das Gesundheitssystem von den Folgekosten der Arthrose entlasten.
Von den Vorbildern der Natur lernen
Entscheidende Impulse für die Entwicklung der neuartigen medizinischen Produkte liefert die Natur. Sie entwickelte im Lauf der Evolution optimierte Strukturen und Prozesse, von denen der Mensch lernen kann. Dies brachte Forschende darauf, Phänomene der Natur auf die Technik zu übertragen. Ziel ist es, biologischem Material neue Funktionen zuzuweisen, damit dieses biologische Prozesse nachahmen kann.
Die Forschenden von Geistlich arbeiten mit medizinischen Kollagenfasern. Kollagen ist ein sehr gut verträgliches Struktureiweiss, das in Bindegewebe, Sehnen, Knorpeln und Knochen vorkommt und aus dem der Meniskus grösstenteils besteht. Diese Kollagenfasern werden mit Partikeln aus Polymeren und Peptiden versetzt, die mit Wirkstoffen und Faktoren gefüllt sind. Carla Zihlmann, Product Development Engineer bei Geistlich, erklärt: «In der kapselnahen äusseren Zone des Meniskus setzen diese zum Beispiel einen Wachstumsfaktor frei, welcher die Bildung von neuen Blutgefässen stimuliert. In der inneren Zone des Meniskus wird dieser Prozess hingegen durch die Freisetzung von Faktoren, die die Gefässbildung unterbinden, gezielt gehemmt.»
Neue Werkzeuge für die medizinische Regeneration
Das 3D-gedruckte Kollagen eröffnet ganz neue Perspektiven für die medizinische Regeneration. Niklaus Stiefel, Principal Scientist bei Geistlich, sagt dazu: «Wir erhalten eine Reihe neuer Werkzeuge, um die patientenspezifische Regeneration von Organen voranzutreiben. Für mich als Forscher eine faszinierende Ausgangslage!»
Das MEFISTO-Projekt wird mit Mitteln aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union unter der Fördervereinbarung Nr. 814444 (MEFISTO) unterstützt.