Mechanisches Mikrosystem zur Wiederherstellung der Rückenmarkskontinuität bei Querschnittslähmung

Nach der Durchtrennung von Rückenmarksgewebe (Querschnittslähmung) bilden die verletzten neuronalen Strukturen Aussprossungen als Versuch einer Heilung. Gleichzeitig werden Substanzen freigesetzt, welche der Heilung entgegenwirken und zu einer Narbenbildung führen. Bekannt ist, dass sowohl die inhibitorischen Substanzen als auch die Narbenbildung auf molekularer Basis beeinflusst werden können und so die Heilung des Rückenmarks, welche früher als unmöglich galt, möglich werden könnte. Es fehlt derzeit ein Verfahren zur optimalen mechanischen Adaption des Gewebes im Submilimeterbereich. Dabei ist von entscheidender Bedeutung, dass neben der mechanischen Adaption die Möglichkeit der Zuführung von biologisch aktiven Substanzen in die Gewebsverbindung besteht.

Im Rahmen dieses Projektes wurde ein Verbindungselement hergestellt und optimiert, welches aus Mikrostrukturen mit einer sehr großen Anzahl paralleler Röhren mit einem Durchmesser von ca. 150 µm und einer Länge von 1000 µm besteht. Mit diesem Element wird versucht, durchtrenntes Rückenmark so zu adaptieren, dass ein gezieltes Wachstum entlang der Röhren eine Heilung ermöglicht. Das Element wird durch ein System von Mikrokanälen ergänzt, über welche eine medikamentöse  Beeinflussung der Heilung möglich ist und somit die oben beschriebene Narbenbildung bzw. Inhibierung der Aussprossung  verhindert werden kann. Diese Kanäle erlauben während der Implantation zudem das gleichmäßige Einführen der Neurostrukturen in die Mikrokanäle durch das Anlegen eines geringen Unterdrucks.  

Abbildung 1: Schematische Darstellung der Systemfunktion  

Abbildung 2: 3D-Modell der Systemkammer

Kontakt:

Christian Voss