Technologien zur Herstellung von cutanen Mikrogewebspartikeln zur Behandlung großflächiger thermischer Verletzungen

Status:

abgeschlossen 04/2014

Zielsetzung:

• Verbesserung der Behandlung von Schwerbrandverletzten durch die Entwicklung von Technologien zur Herstellung von Spalthauttransplantaten auf der Basis von cutanen Mikrogewebspartikeln zur sofortigen, permanenten Defektdeckung schwerer thermischer Verletzungen.
• Erreichung hoher Expansionsraten im Transplantat bei einer Gewährleistung eines gleichzeitig schnellen Heilungsprozesses mit guten funktionellen und ästhetischen Ergebnissen.

Aktivitäten/Methoden:

Es erfolgte die Untersuchung der Wundheilung von drittgradigen Verbrennungswunden nach Behandlung durch Transplantation expandierter, autologer Spalthaut auf Basis von Mikrogewebspartikeln in in-vivo-Versuchen. Ziel war die Ermittlung wesentlicher Gestaltungsanforderungen für die Erarbeitung eines technischen Konzeptes. Parallel wurden mögliche Lösungskonzepte zur technischen Realisierung prototypisch untersucht.

Ergebnisse:

Im Rahmen des Projektes konnten durch methodische Untersuchungen verschiedener Einflussfaktoren wesentliche Ergebnisse sowohl hinsichtlich medizinischer Fragestellungen als auch technischer Anforderungen gewonnen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass das Prinzip der Mikrogewebspartikel als Methode zur Defektdeckung bei Verbrennungsverletzungen sehr gut geeignet ist und eine verbesserte Behandlung großflächiger Verbrennungen ermöglicht. Sowohl die Analyse zur optimalen Ausprägung der untersuchten Parameter zur Gestaltung der Mikrogewebspartikel-Transplantate als auch die Erkenntnisse prototypischer Untersuchungen möglicher Lösungsprinzipien bilden die Grundlage für die Erarbeitung und Umsetzung eines technischen Konzeptes in fortführenden Arbeiten.

Hinsichtlich der Gestaltungsparameter Partikelgröße, Expansion und Lage können folgende Aussagen getroffen werden: Partikel, welche in verkehrter Lage transplantiert werden, können unabhängig von ihrer Größe sicher anwachsen. Jedoch zeigt sich für 3-mm-Partikel eine deutlich verminderte Anwachsrate unter schwierigen Wundbedingungen. Hinsichtlich der Expansion kann für 1-mm-Partikel in Expansionen von 1:12 ein schnellerer zeitiger Wundverschluss sowie eine deutlich verbessertes Narbenbild gegenüber 3-mm-Partikeln der Expansion 1:12 erzielt werden. Im Vergleich zu 3-mm-Partikeln der Expansion 1:3 zeigen sich ähnliche Ergebnisse, jedoch insbesondere ein homogeneres Narbenbild. Es kann davon ausgegangen werden, dass eine Reduktion der Partikelgröße die Nachteile größerer Expansionen mit hohen Partikelgrößen anteilig, jedoch nicht vollständig ausgleichen kann. Weiterhin zeigt sich, dass - unabhängig von den gewählten Parametern - die Regelmäßigkeit der Partikelanordnung einen wesentlichen Faktor zur Verbesserung des Narbenbildes darstellt.

Unter Berücksichtigung der erzielten Ergebnisse der Transplantationsversuche ist die Auswahl eines technischen Verfahrens abhängig von der Entwicklung einer geeigneten Expansionsmethode zur regelmäßigen, lagerichtigen Expansion. Diesbezüglich werden aktuell verschiedene Konzepte geprüft. Zum Trennen der Spalthaut wird derzeit ein Trennen mittels Laser favorisiert, da ein prozesssicheres mechanisches Schneiden derart kleiner Partikel nach aktuellem Entwicklungsstand nur bedingt möglich ist. Die Lasertechnologie erlaubt zudem eine einfache Skalierung der Technik zu noch geringeren Partikelgrößen.

Stand: