Spezial-Beschichtung macht Implantate verträglicher

Halle. Neue Beschichtungen für Implantate sollen helfen, diese verträglicher zu machen. Forscher der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben ein Verfahren entwickelt, um entzündungshemmende Stoffe auf die Implantate zu bringen und so unerwünschte Entzündungsreaktionen im Körper zu hemmen (Int J Mol Sci. 2020; online 25. Mai).

Wie bekannt, kann es nach dem Einsetzen von Implantaten wie Herzschrittmachern oder Insulinpumpen zu Abwehrreaktionen kommen. Häufig kommen für die Behandlung einer chronischen Entzündung Immunsuppresiva zum Einsatz.

Das Team von Professor Thomas Groth suchte nach einem einfachen Weg, das Immunsystem schon im Vorfeld zu drosseln. „Wir wollen das Immunsystem nicht komplett ausschalten. Wir wollen es also eigentlich nur modulieren“, wird Groth in einer Mitteilung aus Anlass der Veröffentlichung der Studie zitiert.

Hierfür entwickelte sein Team eine neue Beschichtung für Implantate, die entzündungshemmende Stoffe enthält. Das Team nutzte dafür zwei Stoffe: Heparin und Hyaluron-Säure.

Entzündung wird gedrosselt

Im Labor behandelten die Wissenschaftler eine Oberfläche mit den beiden Materialien, indem sie eine wenige Nanometer dicke Schicht darauf auftrugen. „Die Schicht ist so dünn, dass sie die Funktion des Implantats nicht beeinträchtigt. Sie muss aber so viel Wirkstoff enthalten, dass die Reaktion des Immunsystems so lange kontrolliert wird, bis die Entzündungsreaktion abgeklungen ist“, wird Groth zitiert.

In Zellversuchen konnten die Forscher beobachteten, wie die beiden Stoffe von den Makrophagen aufgenommen wurden und so die Entzündung in den Zellproben verringerten, wohingegen unbehandelte Zellen deutliche Zeichen für eine ausgeprägte Entzündungsreaktion zeigten.

Der Grund dafür sei, dass die Wirkstoffe in den Makrophagen einen bestimmten Signalweg behindern, der maßgeblich für die Immunantwort und den Zelltod ist. „Sowohl Heparin als auch die Hyaluron-Säure verhindern die Ausschüttung bestimmter Botenstoffe, die normalerweise entzündungsfördernd sind. Heparin zeigt dabei eine noch höhere Wirksamkeit, weil es von Makrophagen-Zellen aufgenommen werden kann“, so Groth in der Mitteilung.

Bisher haben die Forscher das Verfahren nur auf Modelloberflächen und in Zellkulturen erprobt. Weitere Studien an echten Implantaten und in Modellorganismen sollen folgen. Die Arbeit wurde vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) und dem Ministerium für Bildung, Wissenschaft und technologische Entwicklung der Republik Serbien finanziell unterstützt. (eb)