Tissue Engineering: Narbenlose Wundheilung mit Eigenblut

Forschende aus Korea haben eine Technologie entwickelt, die autologes Blut zur Herstellung dreidimensionaler mikrovaskulärer Implantate verwendet. Diese Implantate bergen ein Potenzial für verschiedene Anwendungen, die eine Gefäßregeneration erfordern, darunter auch die Behandlung chronischer Wunden.

Unter der Leitung von Prof. Joo H. Kang von der Abteilung für Biomedizinische Technik am lsan National Institute of Science and Technology (UNIST) entwickelte das Team ein mikrofluidisches System, das Blut zu einem künstlichen Gewebegerüst verarbeiten kann. Im Gegensatz zu früheren Methoden, die auf zellbeladenen Hydrogelpflastern aus Fettgewebe oder plättchenreichem Plasma basierten, können mit diesem Ansatz robuste mikrokapillarer Gefäßnetze in Hautwunden geschaffen werden. Die Verwendung von autologem Blut fördert eine effektive Wundheilung.

Die Technik nutzt mikrofluidische Scherspannungen, um gebündelte Fibrinfasern entlang der Stromlinien des Blutflusses auszurichten und gleichzeitig die Blutplättchen zu aktivieren. Dieser Ausrichtungs- und Aktivierungsprozess führt zu einer moderaten Steifigkeit in der Mikroumgebung – optimale Bedingungen, um die Reifung und Vaskularisierung von Endothelzellen zu fördern. Bei der Anwendung als Pflaster auf Hautwunden von Nagetieren zeigten diese implantierbaren vaskularisierten künstlichen Thromben (IVETs) überragende Wundverschlussraten (96,08 ±1,58 Prozent), eine erhöhte Epidermisdicke, eine verstärkte Kollagenablagerung, eine Haarfollikelregeneration, eine verringerte Neutrophileninfiltration und eine beschleunigte Wundheilung durch eine verbesserte mikrovaskuläre Zirkulation.

Chronische Wunden stellen eine große Herausforderung dar, da sie im Laufe der Zeit oft nicht richtig abheilen und zu Komplikationen im Zusammenhang mit Diabetes und Gefäßerkrankungen führen können. In schweren Fällen können sie aufgrund der unzureichenden Sauerstoff- und Nährstoffversorgung, die durch den Verlust von Blutgefäßen verursacht wird, zu einer Sepsis führen.

Durch die Nutzung der Mikrofluidik-Technologie verwandelte das koreanische Team Eigenblut in transplantationsfähige IVETs. Diese IVETs wurden in Hautwunden von Mäusen eingepflanzt, was zu einer schnellen und narbenlosen Heilung des gesamten verletzten Bereichs führte. Die Studie belegte die erfolgreiche Regeneration von Blutgefäßen innerhalb der Wundstelle, die erleichterte Bewegung von Immunzellen, die für die Wundheilung entscheidend sind, und die beschleunigte Gesamterholung.

Darüber hinaus untersuchte das Team die Wirksamkeit der IVET-Transplantation, indem es Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) in den Bereich der Hautverletzung einbrachte. Als den infizierten Mäusen künstliche Blutgerinnsel aus Eigenblut eingepflanzt wurden, konnte eine schnelle Gefäßregeneration sowie eine verstärkte Migration von Proteinen und Immunzellen zur Bekämpfung der bakteriellen Infektion beobachtet werden. Außerdem kam es zu einer Kollagenbildung und einer Regeneration der Haarfollikel ohne Narbenbildung.

Diese Erkenntnisse ebnen den Weg für fortschrittliche Techniken des Tissue Engineering und der Wundheilung unter Verwendung von Implantaten auf der Basis von autologem Blut.