Sprühen von Zellen

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Lena Thiebes

Forschungsgruppenleiterin Respiratorisches Tissue Engineering

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  Cover Bild Urheberrecht: Tissue Engineering Charakterisierung eines Sprühbilds als Cover Bild in Tissue Engineering, Part B, aus: Thiebes et al., Tissue Engineering Part C, 22(4): 322-31

Die Forschung im Tissue Engineering beschäftigt sich mit der Züchtung von lebenden Organen, um der niedrigen Zahl an Transplantationsorganen entgegenzuwirken und eine Therapie unterschiedlichster Krankheiten zu ermöglichen. Für die Besiedlung von Scaffolds mit Zellen werden unterschiedliche Verfahren genutzt. Das Zellsprühen ist eines davon. Dabei wird die Zellsuspension in Tropfen aufgeteilt. Das Verfahren wird als schnelle und effiziente Möglichkeit für die Scaffoldbeschichtung beschrieben. Bisherige Studien zeigten initial vielversprechende Ergebnisse und belegen das hohe Potenzial der Anwendung; auch wenn in vielen Fällen eine gewisse Zellschädigung auftritt. Der Forschungsbereich ist bislang sehr klein und umfasst primär Studien mit flachen Substraten. Am BioTex wurde eine innovative Methode entwickelt, die eine Beschichtung von Hohlkörpern mit lebenden Zellen auf Basis endoskopischer Sprühverfahren erlaubt. Neben dieser Technik nutzen wir eine Vielzahl anderer Düsen und Aufbauten, um für unterschiedliche Anwendungen das passendere Verfahren verwenden zu können.

Die Zelltherapie ist ein Forschungsfeld der regenerativen Medizin, welches aktuell an großer Bedeutung gewinnt. Durch die Gabe von gesunden (Stamm-)Zellen kann die Funktion beschädigter Organe oder Gewebe wiederhergestellt, unterstützt oder ersetzt werden. Bislang werden die Zellen meist intravenös gespritzt und gelangen über die Blutbahn zum erkrankten Organ. Bei diesem Verfahren sammeln sich die Zellen aber auch in anderen Organen, die Effizienz ist entsprechend gering.

Mittels der am BioTex entwickelten Technik soll das Sprühverfahren nun für die Zelltherapie der Lunge angepasst werden, um ein Aufbringen von Stammzellen direkt in der Lunge zu ermöglichen. Unsere bisherigen Ergebnisse zeigen bereits die grundsätzliche Machbarkeit der endoskopischen Sprühapplikation von Zellen mithilfe von koaxialen Zerstäubern. Gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung entwickeln und erproben wir unterschiedliche Düsen um die Zellen bestmöglich in die Lunge einzubringen.

Partner:

  • Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung, RWTH Aachen University
  • Medizinische Klinik V, Pneumologie, Uniklinik RWTH Aachen
  • Weiss Lab, Vermont Lung Center, University of Vermont, Burlington, USA

Förderer:

  • Deutsche Forschungsgemeinschaft, im Rahmen des SPP 2014
  • Deutsche Forschungsgemeinschaft, Sachbeihilfe
  • des Bundes und der Länder (i3TM, Rotationsstelle für Dr. Lena Thiebes)
  • ERS Seed Fund, RWTH Aachen University