11. November 2020

TRIANKLE-Projekt entwickelt 3D-Biomaterialien für die Regeneration von Fußgelenksverletzungen

Quelle: Triankle/Fraunhofer IGB

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Ein Forschungskonsortium von zwölf Partnern aus fünf europäischen Ländern entwickelt derzeit ein Herstellungsverfahren für 3D-gedruckte, personalisierte Implantate, die in der Therapie von Sehnen- und Gelenksverletzungen am Fuß eingesetzt werden sollen. Die 3D-Implantate aus Kollagen und Gelatine sollen bei Tendopathien (zum Beispiel Achillessehnenanrisse) sowie Knorpelverletzungen Verwendung finden. Das Projekt wird mit  5,9 Millionen Euro von der Europäischen Union (EU) im Rahmen des Horizon-2020-Programms gefördert. 

Die Implantate sollen mithilfe innovativer 3D-Druckverfahren aus Kollagenen oder Gelatine, also Biopolymeren, wie sie auch im Körper vorkommen, hergestellt werden. »Damit diese Biopolymere zusammen mit den Wachstumsfaktoren und den Zellen mit einem 3D-Drucker verarbeitet werden können, müssen sie fließfähig sein«, erläutert Dr. Achim Weber vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart. »Wir formulieren und entwickeln daher kollagen- und gelatinebasierten Biotinten, die erst nach dem Drucken durch Quervernetzung der Biopolymere fest werden.« Hier arbeitet das IGB eng mit dem benachbarten Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP der Universität Stuttgart zusammen. »Über den Einbau funktioneller Gruppen können wir die Quervernetzung der eingesetzten Biopolymere optimal steuern und sicherstellen, dass die Kollagene und Gelatinen nach dem Druckprozess auch formstabil werden«, ergänzt Dr. Alexander Southan vom IGVP der Universität Stuttgart.

Angestrebte Ziele
Sehnenleiden (Tendopathien) sind ebenso wie der Verlust von Gelenkknorpel (Osteoarthritis) weit verbreitete Erkrankungen, speziell bei älteren Menschen, Frauen und Leistungssportlern. Neben der Einschränkung der Lebensqualität belasten beide Leiden auch stark die Gesundheitssysteme: Alleine in der EU betragen die jährlichen Kosten für die Behandlung von Osteoarthritis 76,5 Milliarden Euro; die Ausgaben für Tendopathien weltweit werden auf über 140 Milliarden Euro geschätzt.

Das TRIANKLE-Projekt will nach Angaben der Projektpartner die Lücke an Behandlungsmöglichkeiten für Sehnen- und Gelenkverletzungen schließen. Keine der derzeit angewendeten operativen oder nicht-operativen Therapien erziele eine erfolgreiche Langzeitlösung für die Patienten, da die betroffenen Sehnen und Gelenke ihre vollständige Stärke und Funktionalität nicht wieder zurückgewinnen. Daher habe man sich nicht nur zum Ziel gesetzt, die Genesungszeit zu halbieren, sondern auch die Funktionalität des verletzten Gewebes um 10 bis 15 Prozent zu steigern.

Die Forschungspartner
Das TRIANKLE-Konsortium umfasst Arbeitsgruppen in 12 Organisationen aus fünf europäischen Ländern (Deutschland, Spanien, Schweden, Niederlande und England). Es besteht aus einem Industriepartner (Viscofan BioEngineering), drei KMUs (CELLINK AB, Cambridge Nanomaterials Technology und Gradocell SL), zwei Forschungseinrichtungen (Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und Acondicionamiento Tarrasense Associacion), drei Universitäten (Universität Stuttgart, Universidad del País Vasco und Technische Universität Eindhoven), zwei gemeinnützigen Organisationen (FC Barcelona Asociacion FCB und Osteoarthritis Foundation International OAFI) und einer Stiftung des Gesundheitswesens (Fundacio Clinic per a la Recerca Biomedica). TRIANKLE-Projektkoordinator ist Viscofan BioEngineering, die biomedizinische Einheit des Traditionsunternehmens für Kollagenherstellung Naturin Viscofan GmbH.