Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Auf dem Weg zum Ersatzteillager Mensch?

Status und Perspektiven des

Tissue engineering

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Definition und Prinzip

Status/Beispiele

Entwicklungen am TCI

Perspektiven

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Zukunftstechnologie Ersaztteilzchtung

Organe aus dem Reagenzglas

Turning blood into brain

Organ-Designer im Labor

Scientists find way to fix broken hearts

Organe von der Stange High Tech Krper

Haut aus der Tube

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Medizinische Biotechnologie

Proteine und Impfstoffe fr Diagnostik und Prophylaxe

Antikrper und rekombinante Proteine fr die Therapie

Tissue engineering

Gentherapie

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Der Begriff Tissue engineering wurde offiziell auf einem Workshop der National Science Foundation 1988 eingefhrt

Definition

...the application of principles and methodsof engineering and life sciences towardfundamental understanding of structure-function relationship in normal and pathologicalmammalian tissues and the development of biological substitutes to restore, remain orimprove tissue function.

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Tissue engineering

Ziel: in vitro Generation von vitalem autologenGewebe zur Rekonstruktion geschdigtem Gewebes, zur Erhaltung oder Verbesserung der Funktion geschdigter oder erkrankter Organe

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Methodik Tissue engineering

in vitro Kultivierung von autologen Zellen auf organischen, natrlichen oder synthetischen Matrices

in vitro Kultivierung von autologenZellen auf xenogenen Matrices

Gewebezchtung aus embryonalen Stammzellen

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Prinzip des Tissue engineering

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Strategien

Zellinjektion (Zelltherapie)

geschlossenes extracorporales System

offenes System - biodegradables Polymergerst

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Zellinjektion

Hautzellen werden mit einer Art Gewebekleber (Fibrin) direkt in die Wunde gegeben (Haut aus der Tube)

Autologe Chondrocyten Transplantation ACT Direkte Transplantation von Knorpelzellen z.B. bei Bandscheiben-oder Meniskusschden

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Extracorporales System

Leberzellen aus Schwein oder Schaf bernehmen in dem System die Entgiftungsfunktion

Knstliche Leber

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Offene Systeme

Knorpel

Herzklappen

Blutgefe

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Knorpel

Knorpelzellen auf Kollagenmatrices

Rekonstruktion einer Ohrmuschel

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Herzklappe(Gerst von Rind oder Schwein)

Blutgefe

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Probleme

Differenzierung der Zellen

Optimierung von Medium und Zusatzstoffen (z.B.Wachstumsfaktoren, Serumersatz)

3 D Strukturausbildung und Blutversorgung der Gewebe/Organkonstrukte

Physiologische Konditionierung

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

DFG-Forschergruppe Polysialinsure als Matrix fr Zellwachstum (am Bsp. Nervenzellen)Hier enge Kooperation mit:OC - Prof. Kirschning/Dr. DrgerAC Prof. Behrens

Einsatz von Kollagenmatrices zur Zchtung von Knorpelzellen

Keramische Trgermaterialien zur Knochenzchtung

Entwicklung eines Bioreaktors zur Kultivierung von 3 D Strukturen

Wo ist der Bezug zur Technischen Chemie?

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Knorpelzellen in Kultur auf

Kollagenmatrix

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Strategischer Ansatz zur Herstellung funktionalisierter Trgermaterialien

TCP Sponceram

1 cm

Keramische Trgermaterialien zur

Knochenzchtung

Mineralisches Trgermaterial

Polymer

Wachstumsfaktor (BMP-2)

Unspezifische Liganden (Lysin-Derivate)

Biospezifische Liganden (RGD-Peptide)

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

A B

Knochenzellen auf/in der keramischen Trgerstruktur

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Biostat RBS

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

MHH, UnfallchirurgieProf Martijn van Griensven

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Quo vadis?Adulte autologe ZellenPro: keine immunologische Abstoung sicherste Methodik

Contra:- begrenzte Verfgbarkeit- Erhaltung der Differenzierung?

Embryonale ZellenPro:

- universell einsetzbarContra:

allogen immunologische, virale und

ethische/moralische sowie rechtliche Probleme

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Quo vadis?Matrix Pro: Zahlreiche natrliche und

synthetische scaffolds im Einsatz

Contra: Zusammensetzung und

Struktur? Biokompatibilitt? Abbaubarkeit? toxische Hydrolyseprodukte unphysiologische Wirkung

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Quo vadis?BioreaktorenPro:

Zahlreiche EntwicklungenContra:

Mechanische Stimulation? Gewhrleistung optimaler

Versorgung der Zellen/Gewebe

Tissue engineering

Dr. Cornelia Kasper

Lucas Cranach d. . 1546: Jungbrunnen

Quo vadis?Quo vadis?Quo vadis?