Ferrari entwickelte daher in den vergangenen Jahren gemeinsam mit seinen Kollegen an der ETH Zürich eine Membran mit spezieller Oberflächenstruktur, auf der sich weniger Bindegewebe bildet als auf der glatten Metalloberfläche von Herzschrittmachern. Mittlerweile ist diese Membran patentiert, und Ferrari ist daran, sie gemeinsam mit Mitstreitern am Forschungszentrum Wyss Zurich, an der Universität Zürich und am Deutschen Herzzentrum Berlin zur Marktreife und zum Einsatz an Patienten weiterzubringen.
Als Zwischenschritt auf dem Weg dorthin testete das Forscherkonsortium die Membran nun bei Schweinen. Dazu implantierten die Wissenschaftler mehreren Schweinen jeweils zwei Herzschrittmacher, einen davon hüllten sie in die Zellulosemembran ein.
Nach der Versuchsdauer von einem Jahr können die Forscher Positives berichten: Der Körper der Schweine toleriert die Membran und stößt diese nicht ab. "Das ist eine wichtige Erkenntnis, denn diese Toleranz ist eine zentrale Voraussetzung für Implantatmaterialien", kommentiert Ferrari. Genauso wichtig ist, dass die Membran ihren Zweck erfüllte: Das Bindegewebe, dass sich um sie bildete, war im Schnitt nur ein Drittel so dick wie bei nicht eingehüllten Herzschrittmachern.
Die Wissenschaftler erklären diese Reduktion einerseits mit dem Material selbst, der Zellulose, welche faserartig aufgebaut ist. "Der erste Schritt bei der Bildung von Bindegewebe ist die Ablagerung von Proteinen auf der Oberfläche. Auf der faserigen Membranoberfläche können sich Proteine weniger gut ablagern", erklärt Francesco Robotti, Erstautor der Studie und Wissenschaftler in der Gruppe von ETH-Professor Poulikakos. Außerdem prägten die Forscher bei der Herstellung der Membran wabenartig angeordnete Vertiefungen mit einem Durchmesser von zehn Mikrometern in die Oberfläche. "Diese Vertiefungen erschweren, dass sich bindegewebebildende Zellen darauf niederlassen können – dem zweiten Schritt bei der Bildung von Bindegewebe."
Nachdem sich das Material im Tierversuch als erfolgreich erwiesen hat, planen die Wissenschaftler nun gemeinsam mit dem ETH-Spin-off Hylomorph, welches für die Kommerzialisierung der Membran zuständig sein wird, die Genehmigung für klinische Studien bei Menschen zu beantragen. Die Versuche sollen nächstes Jahr in drei grossen Herzzentren in Deutschland starten.
COMPAMED.de; Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)
