EndOxy

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Lena Thiebes

Forschungsgruppenleiterin Respiratorisches Tissue Engineering

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  Endothelzellen in biohybrider Lunge Urheberrecht: BioTex Endothelzellen in biohybrider Lunge

Bei Patienten mit lebensbedrohlichem Lungenversagen kann die extrakorporale Membranoxygenierung (eng. extracororeal membrane oxygenation; ECMO) überschüssiges Kohlendioxid aus dem Blut entfernen und es zugleich mit Sauerstoff anreichern. Hierzu werden große Blutgefäße kanüliert und das Blut durch einen Blut-Gas-Austauscher (Oxygenator) geleitet, der den lebensnotwendigen Austausch der Atemgase durch eine gasdurchlässige Membran ermöglicht.

Jüngste Forschungsergebnisse erlauben eine mittelfristige Anwendung von ECMO-Systemen, noch ist ihre Anwendung jedoch mit Entzündungsreaktionen, Hämolyse, Blutung und Thrombose verbunden. Diese Komplikationen werden auf die schlechte Hämokompatibilität der gasdurchlässigen Membran zurückgeführt, die in direktem Blutkontakt steht und folglich eine Langzeitanwendung von ECMO verhindert.

Im EndOxy-Forschungsprojekt befassen wir uns mit dem Kernproblem der begrenzten Hämokompatibilität und schlagen einen biohybriden Ansatz mit Endothelzellen vor. Im menschlichen Körper kleiden Endothelzellen das Lumen von Blutgefäßen aus, wobei sie eine natürliche, nicht-thrombogene Oberfläche bilden, von der bekannt ist, dass sie in direktem Kontakt mit Blut keine entzündlichen und koagulatorischen Reaktionen auslöst. Somit verspricht die Beschichtung der Oxygenatormembran mit autologen Endothelzellen (sogenannte Endothelialisierung) eine bessere Hämokompatibilität.


Die Zellbeschichtung stellt jedoch zusätzliche Anforderungen an das Design einer solchen biohybriden Lunge. Insbesondere muss die Gasaustauschleistung maximiert werden, während eine integrale und funktionelle Zellbeschichtung erhalten bleibt, die eine langfristige Lungenunterstützung ermöglicht. Aus diesem Grund streben wir die Entwicklung und Evaluierung eines neuartigen biohybriden Lungenunterstützungssystems an, das auf dem Konzept eines Flachmembran-Oxygenators basiert. Im Gegensatz zu aktuellen Lungenunterstützungssystemen wird sich der EndOxy durch eine verbesserte Hämokompatibilität und Gasaustauschleistung auszeichnen, die Patienten mit chronischen Lungenerkrankungen eine langfristige Lungenunterstützung ermöglicht.

Partner:

  • Medizinische Klinik V, Pneumologie, Uniklinik RWTH Aachen
  • Lehr- und Forschungsgebiet Kardiovaskuläre Technik, Institut für Angewandte Medizintechnik, Helmholtz-Institut, RWTH Aachen University
  • Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University
  • DWI, Leibniz-Institut für Interaktive Materialien

Förderer:

Gefördert mit Mitteln des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung in der Medizinischen Fakultät der RWTH Aachen (T12) sowie durch die Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder im Rahmen des i³tm Seed Funds sowie des Step2Projects.