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BioStent

Atherosklerose ist die häufigste Todesursache in der westlichen Welt. Aufgrund einer Gefäßwandverdickung und damit verbundene Plaquebildung kommt es zur Verengung bzw. zum Verschluss der Gefäße und nicht selten zum Infarkt. Immer mehr Menschen wird zur Behandlung ein Stent eingesetzt. Hierbei wird zunächst das verengte Gefäß mittels eines Ballonkatheters aufgedehnt und dann ein Stent eingesetzt, welcher den Plaque auch weiterhin aus dem Gefäßlumen verdrängen soll. Jedoch kommt es zum erneuten Einwachsen der Zellen in das Lumen und zur Thrombenbildung. Das Gefäß verengt sich erneut und eine weitere Operation ist nötig. Das Ziel unserer Arbeit ist es, Restenosen und Thrombosen nach der Stentimplantation zu verhindern. Von entscheidender Bedeutung im Blutgefäß ist die Endothelzellschicht im Innern des Gefäßes. Ist sie intakt, schützt sie vor der Plaquebildungund verhindert das Einwachsen der Zellen aus unteren Gewebsschichten bzw. das Einwandern von Leukozyten in die Gefäßwand. Leukozyten setzen Wachstumsfaktoren frei, die das Wachstum der glatten Muskelzellen der Media bewirken. Daher wollen wir uns diese natürliche Eigenschaft zu nutzen machen.

 

Abbildung 1: Prinzip des BioStents. Ein selbstexpandierender Stent, umgeben von Fibringel und Muskelzellen und ausgekleidet mit Endothelzellen

Der BioStent ist in seiner Grundstruktur ein selbstexpandierbarer Stent aus Nitinol, ähnlich herkömmlicher Bare Metal Stents (BMS). Diese Stützstruktur soll nun mit dem Verfahren des Tissue Engineerings mit autologem Gewebe beschichtet werden. Hierbei wird der Stent zunächst mit Muskelzellen und Fibringel beschichtet und in einem zweiten Schritt mit Endothelzellen von innen ausgekleidet. Im Bioreaktorsystem wird der BioStent vorkultiviert, um an Stabilität zu gewinnen.

 

Abbildung 2: Der BioStent

Die Abbildung 1 macht die Vorteile eines so beschichteten Stents deutlich. Zum einen weist er eine geschlossene Barriere zwischen dem atherosklerotischsen Plaque und dem Lumen auf, was ein Einwachsen erschwert, zum andern stehen die Streben durch die Ummantelung nicht mehr im direkten Kontakt mit dem Gewebe des Patienten, somit ist das Abstoßungsrisiko durch das Immunsystem vermindert. Und vor allem ist auch in der geschädigten Region wieder eine Endothelzellschicht vorhanden, welche aufgrund der autologen Zellen mit der natürlichen Endothelzellschicht und deren Funktionen übereinstimmt.

In Zusammenarbeit mit dem Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen (ITA) wird die Stent-Struktur optimiert. Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Optimierung der Zellschicht, um ein möglichst robustes, aber auch dünnes Gewebe zu erhalten.