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Entwicklung eines vitalen endobronchialen Stents (PulmoStent) zur Behandlung von broncho-trachealen Krebskrankheiten

Stenosen der Atemwege sind ein zentrales Problem bei der palliativen Behandlung von bronchialen und trachealen Tumoren. Um die Lebensqualität der Patienten zu verbessern und die Zahl der Krankenhausaufenthalte zu verringern, müssen die Stenosen therapiert werden. Dies wird heutzutage durch Implantation eines endoluminalen Stents ausgeführt. Hierbei kommen Silikonröhrchen oder expandierbare Metallgeflechte erfolgreich zur Anwendung. Durch diese Verfahren können sowohl kurz- als auch langstreckige Stenosen behandelt werden. Problematisch ist jedoch, dass Silikonstents keine Epithelialisierung zeigen, sodass bei längeren Stentstrecken häufig Sekretretentionen auftreten, die eine Explantation des Stents notwendig machen können. Metallstents ohne Beschichtung erlauben zwar eine Reepithelialisierung, jedoch kann sowohl Tumorgewebe als auch Granulationsgewebe durch die Maschen des Stents einwachsen und so zu einer erneuten Stenose führen.

Ziel des EU-Projekts PulmoStent ist es, einen vitalen endobronchialen Stent für die Behandlung von broncho-trachealen Krebskrankheiten zu entwickeln. Dieser neuartige Metallstent ermöglicht zum einen eine Reepithelialisierung und vermeidet zum anderen ein erneutes Stenosieren der Atemwege. Abbildung 1 zeigt eine schematische Skizze des Stents im Querschnitt. Das Gerüst bildet der selbst-expandierende Nitinol-Stent, der mit einer separierenden Polyurethan-Schicht (PU) beschichtet wird. Diese wird über eine Adhäsionsschicht mit Tissue-engineerten Epithelzellen beschichtet, die den Mucustransport des nativen Gewebes fortführen. Das CVE beschäftigt sich im Rahmen dieses Projekt mit der Einstellung der PU-Schicht. Die Anforderungen an die Separationsschicht sind, ein erneutes Einwachsen des Tumors in die Luftröhre zu verhindern, gleichzeitig aber einen Nährstofftransport zu den auf dem Stentinneren verankerten Epithelzellen zu gewährleisten. Um dies zu erreichen, werden PU-Vliese im Sprühverfahren hergestellt. Deren Eigenschaften, wie zum Beispiel die Faserdicke, die Faserdichte und die Vliesdicke sind dabei über die variablen Prozessparameter einstellbar.

Abbildung 1: Schematische Darstellung des PulmoStents

Der PulmoStent geht über den aktuellen Stand der Technik hinaus, da er eine Entwicklung vom passiven zum lebenden, funktionellen und aktiven Implantat, maßgeschneidert für den Patienten ist. Die Kombination von verschiedenen Biomaterialien zu einem Ko-Scaffold-System für die Biofunktionalisierung des Stent führt zu einer verbesserten Leistung von endobronchialen Stents und damit auch zu einer längeren Lebensdauer. Das neue PulmoStent-Konzept kann die Lebensqualität verbessern und die Lebenserwartung von Lungenkrebspatienten erhöhen, da der Tumor lokal unterdrückt wird, die Mucusretention in dem gestenteten Bereich verringert wird und somit das Risiko einer lebensbedrohenden Lungenentzündung reduziert wird.

http://www.pulmostent-project.com/


Kontakt

Johanna Clauser, M.Sc.

Tel: +49 241 80 89356

E-Mail


Dieses Projekt wird gefördert durch:

7. Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Union (FP7/2007-2013, Finanzhilfevereinbarung NMP3-SL-2012-280915)

 


Projektpartner:

Institut für Angewandte Medizintechnik RWTH Aachen, Lehr- und Forschungsgebiet Tissue Engineering & Biomaterialien, Deutschland

Uniklinik RWTH Aachen, Medizinische Klinik I – Klinik für Kardiologie, Pneumologie, Angiologie und Internistische Intensivmedizin, Deutschland

National University of Ireland, Mechanical & Biomedical Engineering, Galway, Irland

Institut für Textiltechnik – Life Science and Smart Textiles RWTH Aachen, Deutschland

Universität Utrecht, Institute for Pharmaceutical Sciences, Niederlande

Epithelix Sàrl, Genf, Schweiz

3T TextilTechnologieTransfer GmbH, Aachen, Deutschland

Vysera Biomedical Limited, Galway, Irland