Ziel der Entwicklung

Logo: Spezifisch mit Hämatoxylin und Eosin angefärbte Kryoschnitte von equiner Haut vor (links) und nach Aufbereitung und Dezellularisierung (rechts); vorhandene Zellkerne erscheinen dunkelrot bis violett gefärbt
Spezifisch mit Hämatoxylin und Eosin angefärbte Kryoschnitte von equiner Haut vor (links) und nach Aufbereitung und Dezellularisierung (rechts); vorhandene Zellkerne erscheinen dunkelrot bis violett gefärbt

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Kollagenvlieses aus nicht zerkleinerter Pferdehaut für den Einsatz in der Chirurgie. Die Pferderohhaut sollte zunächst mechanisch und chemisch so aufbereitet werden, dass die natürlich gewachsene Gewebestruktur erhalten bleibt. Anschließend sollte ein Dezellularisierungsverfahren etabliert werden, das durch die Wahl geeigneter und möglichst gewebeschonender Prozesse die native Kollagenstruktur der Pferdehaut nicht weiter schädigt aber dennoch die Zellfreiheit der daraus gewonnenen Kollagenvliese gewährleistet. Dabei sollte ein schnelles und weitestgehend lösungsmittelfreies Verfahren erarbeitet werden. Die hergestellten equinen Kollagenvliese sollten charakterisiert und mit kommerziellen Kollagenmaterialien verglichen werden.

Vorteile und Lösungen

Equine Rohhaut wurde mit Hilfe des im Verlauf des Vorhabens etablierten Prozesses zu kollagenen Vliesmaterialien aufbereitet und dezellularisiert. Während der Aufbereitung konnte komplett auf den Einsatz von Tensiden, organischen Lösungsmitteln oder Enzymen als Prozesshilfsmittel verzichtet werden. Durch die Wahl geeigneter Prozessparameter wurde die native Kollagenfaserstruktur der Pferderohhaut nicht zerstört, und es konnten Vliesmaterialien mit hoher mechanischer Festigkeit und Denaturierungstemperaturen im Bereich von nativem Kollagen erzeugt werden. Die equinen Vliese enthielten weder restliche DNA noch etwaige zelluläre Bestandteile. Somit wurde die Effektivität des erarbeiteten Dezellularisierungsverfahrens eindeutig nachgewiesen.
Im Hinblick auf die Biokompatibilität der hergestellten Kollagenmaterialien wiesen insbesondere die Vliese, die aus dem Mittelspalt der Pferdehaut gewonnen wurden, weder im direkten noch im indirekten Kontakt mit murinen Fibroblasten eine zellschädigende Wirkung auf. Weiterhin wurde eine gute Permeabilität der equinen Kollagenvliese gegenüber Proteinen und Sauerstoff gefunden, die vor allem bezüglich einer möglichen Applikation für die Therapie von Wunden oder Gewebedefekten von Bedeutung ist.
Im Vergleich zu kommerziellen Kollagenmaterialien aus porcinem Gewebe zeichneten sich die equinen Vliese durch eine erhöhte Zugfestigkeit sowie eine verringerte enzymatische Degradierbarkeit aus. Aufgrund der guten mechanischen Kennwerte war eine nachträgliche Stabilisierung der Kollagenvliese aus Pferdehaut durch Vernetzung nicht notwendig.
Als Ergebnis des Projektes konnten an der Forschungseinrichtung geeignete Prozesse für die Herstellung von dezellularisierten Kollagenvliesen aus intakter equiner Dermis etabliert und Versuchsmuster dieser equinen Kollagenvliese erzeugt werden.

Zielgruppe und Zielmarkt

Die im Rahmen des Projektes generierten Ergebnisse haben gezeigt, dass intakte equine Haut zu zellfreien und biokompatiblen Kollagenmatrizen verarbeitet werden kann. Kollagen ist hervorragend für den Einsatz als Biomaterial geeignet. Es dient den Gewebezellen im Körper als Anhaftungs- und Stützmaterial, wirkt regulierend bei der Blutstillung und gehört zu den am häufigsten vorkommenden Proteinen im menschlichen Organismus. Die Nachfrage nach in vivo-nahen Materialien aus zellkompatiblen Rohstoffen ist vor allem im Bereich der Medizintechnik groß und umfasst hier im Wesentlichen die Branchen der Wundversorgung sowie des Tissue Engineerings (Gewebeersatzmaterialien). Die im Projekt entwickelten dezellularisierten Kollagenvliese aus intakter equiner Dermis eignen sich für den Einsatz als moderne Wundauflagen insbesondere zur Behandlung dermaler Wunden sowie als biokompatible Trägermaterialien zur Therapie von Gewebedefekten.
Das Warenspektrum wird kontinuierlich ausgeweitet und die Eintrittschancen neuartiger Produkte im medizinischen Sektor sind sehr hoch. Zum Wachstum der Branche trägt vor allem der Fortschritt bei der Behandlung von Krankheitsbildern bei, die bislang nur schlecht oder gar nicht behandelt werden konnten. Zudem gibt es aufgrund des demografischen Wandels sowie der steigenden Lebenserwartung der Bevölkerung immer mehr altersbedingte Erkrankungen, die mit innovativen Produkten behandelt werden müssen.