PulmoStent

Kontakt

Franziska Neukamp

Telefon

work
+49 241 80 89888

E-Mail

E-Mail
  Bild 1: Handgeflochtener Stent mit partieller Vliesbeschichtung Urheberrecht: AME Bild 1: Handgeflochtener Stent mit partieller Vliesbeschichtung

Hintergrund

In Deutschland erkranken jährlich über 50.000 Personen an Lungenkrebs. Im Laufe dieser Erkrankung kommt es häufig zu tumorbedingten Stenosen der Atemwege. Ist der Tumor inoperabel, wird eine palliative Behandlung durchgeführt, um die Lebensqualität des Patienten zu verbessern und die Zahl der Krankenhausaufenthalte zu verringern.

Dabei wird in der Regel ein Stent implantiert, der die Atemwege offenhält. Gegenwärtig handelt es sich bei den Stents meist um Metallgeflechte oder Silikonröhrchen. Ein schwerwiegender Nachteil der Silikonstents ist jedoch, dass sie die Schleimhaut der Atemwege abdecken. Dadurch verhindern sie den natürlichen Schleimtransport und führen so zu einer vermehrten Schleimansammlung unterhalb des Stents. Dies erschwert die Atmung und kann zusätzlich eine Restenose der Atemwege bedingen. Im Gegensatz dazu erlauben unbeschichtete Metallstents zwar eine Reepithelisierung, bergen allerdings das Risiko des Tumoreinwuchses durch die offenen Maschen des Stents und somit die Gefahr einer erneuten Stenose.

PulmoStent

Im Rahmen des 7. EU-Rahmenforschungsprogramms wurde im Projekt „PulmoStent – Development & Evaluation of a Viable Stent Device for the Treatment of Broncho Tracheal Cancer“ unter Leitung der NRW Schwerpunktprofessur Biohybrid & Medical Textiles (BioTex) ein biologisierter Atemwegsstent entwickelt.

Der PulmoStent ist eine mehrschichtige Struktur mit einem geflochtenen Nitinolstent als Gerüst, einer mechanischen Separationsschicht in Form eines Polyurethan-Vlieses (siehe Bild 1) und einer künstlichen aber lebenden Schleimhaut auf der Innenseite. In das Vlies können zusätzlich Therapeutika eingebracht werden. Der PulmoStent vereint nicht zuletzt auf Grund der innovativen Vliesbeschichtung die Vorteile kommerzieller Stents und beseitigt dabei deren Nachteile. Das permeable Polyurethan-Vlies erlaubt die Versorgung der Stent-Innenseite mit Nährstoffen. Dies ermöglicht eine Epithelisierung der Stent-Innenseite und gewährleistet den Schleimabtransport über den Stent. Das Vlies verhindert darüber hinaus ein schnelles Einwachsen des Tumors in den Stent und beugt so einer Restenose der Atemwege vor. In das Vlies eingebrachte spezifische Tumor-Medikamente hemmen gezielt lokal das Tumorwachstum. Durch die spezielle Geometrie des geflochtenen Stent-Gerüsts wird ferner die Migration des Stents durch physiologische Belastungen wie Husten vermieden.

Projektziele

Die in diesem Projekt angestrebten Ziele sind die Optimierung des PulmoStent-Designs und die anschließende Validierung des PulmoStent-Konzepts.

Eine der Kompetenzen, die das CVE in das Kooperationsprojekt einbringt, ist die Fertigung multifunktionaler Vliese an der eigens entwickelten Sprühanlage. Diese Kompetenz bringt das CVE als essentieller Projektpartner durch die Weiterentwicklung des Polyurethan-Vlieses in das PulmoStent Projekt ein. So werden Vliese im Sprühverfahren hergestellt und die Vliesstruktur durch Variation der Prozessparameter für die Besiedlung und Differenzierung mit respiratorischen Epithelzellen optimiert.

Im Rahmen der Validierung erfolgt die präklinische Bewertung des Stents. Diese beinhaltet unter anderem die Bewertung der biologischen Sicherheit sowie die Etablierung eines GMP-konformen Produktionsprozesses. Die Leistungsfähigkeit des PulmoStents wird in vivo durch den Vergleich mit einem kommerziell erhältlichen Produkt nachgewiesen.

 
Förderer:

Dieses Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, Förderkennzeichen 03VP03290.

Konsortialführung:

NRW-Schwerpunktprofessur „Biohybrid & Medical Textiles“ (BioTex), Institut für Angewandte Medizintechnik, Universitätsklinikum RWTH Aachen University und Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University

Klinik für Kardiologie, Pneumologie, Angiologie und Internistische Intensivmedizin (Med. Klinik I) des Universitätsklinikums RWTH Aachen University (UKA)

Bundesministerium für Bildung und Forschung