Forscher von CÚRAM, dem SFI-Forschungszentrum für Medizinprodukte mit Sitz in NUI Galway, haben gezeigt, wie ein implantierbares Stimulationsgerät durch einfaches Gehen die Behandlung von Muskel-Skelett-Erkrankungen beschleunigen kann.
Die Ergebnisse von wurden in der renommierten Zeitschrift veröffentlicht Fortgeschrittene Werkstoffe.
Die Forschung legt die technische Grundlage für eine neue Serie von Stimulationsgeräten, die eine Kontrolle der Regeneration von Muskel-Skelett-Gewebe zur Behandlung von Sehnenschäden und -erkrankungen sowie Sportverletzungen ohne den Einsatz von Medikamenten oder externer Stimulation ermöglichen.
Einer der aufregendsten Aspekte unserer Studie ist, dass diese implantierbaren Geräte auf einzelne Patienten oder Erkrankungen zugeschnitten werden können und vielversprechend sind, um die Genesung von sportbedingten Sehnenverletzungen zu beschleunigen, insbesondere bei Sportlern.“
DR. Manus Biggs, CÚRAM-Ermittler, Hauptermittler
In der Studie wurde untersucht, ob die Elektrotherapie in Kombination mit Bewegung erfolgversprechend bei der Behandlung von Sehnenerkrankungen oder -rupturen ist. Es zeigte sich, dass die Funktion und Reparatur von Sehnenzellen durch elektrische Stimulation von einem implantierbaren Gerät gesteuert werden kann, das durch Bewegung angetrieben wird.
DR. Marc Fernandez, der die leitende Forschung der Studie bei CÚRAM durchführte, sagte: „Die erfolgreiche Behandlung von Sehnenschäden und -erkrankungen stellt eine kritische medizinische Herausforderung dar.
„Unsere Entdeckung zeigt, dass im zu behandelnden Bereich – der beschädigten oder verletzten Sehne – eine elektrische Ladung entsteht, wenn das implantierte Gerät beim Gehen gedehnt wird sehnenspezifische Regenerationsprozesse in der geschädigten Sehne.“
Das Stimulatorgerät verwendet ein gewebeähnliches Netz – ein sogenanntes piezoelektrisches Material – das Strom erzeugt, wenn es gedehnt oder unter mechanischen Druck gesetzt wird. Es besteht aus einem Gerüst aus Nanofasern, die ein Tausendstel der Dicke eines menschlichen Haares haben
DR. Fernandez fügte hinzu: „Wir präsentierten ein implantierbares elektrisch aktives Gerät, das die Sehnenregeneration und -heilung kontrollieren kann. Wichtig ist, dass unsere Forschung die therapeutische Leistung des Geräts durch Verbesserung seiner Struktur, piezoelektrischen Eigenschaften und Biokompatibilität verbessert hat.
„Außerdem haben wir den individuellen Einfluss mechanischer, struktureller und elektrischer Signale auf die Funktion von Sehnenzellen untersucht und konnten zeigen, dass bioelektrische Signale maßgeblich zur Förderung der Sehnenreparatur beitragen.“
DR. Biggs fügte hinzu: „Diese einzigartige Strategie, ein Gerät zu kombinieren, das durch Bewegung angetrieben wird und eine beschleunigte Sehnenheilung induzieren kann, wird voraussichtlich erhebliche Auswirkungen auf den Bereich der regenerativen Geräte haben, insbesondere bei Sport- oder Traumaverletzungen.“
„Diese Geräte sind kostengünstig, relativ einfach zu implantieren und könnten den Weg für eine ganz neue Klasse regenerativer elektrischer Therapien ebnen.“
Die Forschung wurde von der Science Foundation Ireland und insbesondere dem SFI-BBSRC-Partnerschaftsprogramm finanziert.
Quelle:
Referenzmagazin:
Fernandez-Yagüe, MA, et al. (2021)Ein piezo-bioelektrisches Gerät mit eigener Stromversorgung reguliert Sehnenreparatur-assoziierte Signalwege durch Modulation mechanisch empfindlicher Ionenkanäle. Fortgeschrittene Werkstoffe. doi.org/10.1002/adma.202008788.
