Proteine - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 115

3.1.3 Kollagen in der regenerativen Medizin
Die regenerative Medizin ist ein vergleichsweise junges Teilgebiet der Roten Biotechnologie
[51], das sich damit beschäftigt, funktionsgestörte Zellen, Gewebe und Organe entweder zu
ersetzen oder körpereigene Reparaturmechanismen zu stimulieren [52], [53].
Kollagen als Bestandteil der extrazellulären Matrix ist sehr gut geeignet für die Besiedelung
mit Zellen und bietet damit eine sehr gute Basis für das sogenannte Tissue Engineering, d. h.
die zielgerichtete Rekonstitution von Gewebe in geeigneter Nährlösung zum Aufbau von
menschlichen Ersatzgeweben, wie vor allem Haut und Knorpel aber auch Gefäßprothesen und
Herzklappen. Hier kommen Kollagene als Gerüstsubstanzen zum Einsatz, um mit Zellen be-
siedelt werden zu können, die vom Patienten selbst stammen (autologe Zellen, z. B. omnipo-
tente Nabelschnurzellen). Dazu kann beispielsweise eine Gerüststruktur in einem von einer
Nährlösung durchströmten Behälter (Perfusions-Container, siehe Bild 76) so fixiert werden,
dass sich für die autologen Zellen optimale Wachstumsbedingungen ergeben [54], [55], [56].
Das künstlich hergestellte Gerüst aus Kollagen („scaffold“) wird dann durch die Besiedelung
mit Zellen aus der Nährlösung vom Immunsystem des Patienten nicht mehr als Fremdkörper
erkannt. Solche Entwicklungen sind gerade für Gefäßprothesen und Herzklappen von großer
medizinischer Bedeutung, da Abstoßungsreaktionen unmittelbar gravierendere Folgen haben
als bei Haut oder einem Gelenkknorpel-Implantat. Es ist offensichtlich, dass sich solche An-
wendungen des Gerüstproteins Kollagen in der regenerativen Medizin durch eine Wertschöp-
fung auszeichnen, die bei herkömmlichen „werkstofflichen“ Anwendungen des Kollagens
nicht annähernd erreicht werden kann.
Bild 76 Verschiedene Varianten von Perfusions-Containern für das Tissue Engineering [57]. Mit freund-
licher Genehmigung von Prof. Dr. W.W. Minuth, Regensburg.
Auch für die Herstellung von Dermis-Ersatzmaterialien werden Kollagene aus der Rinderhaut
schon mit Erfolg eingesetzt. Bei schweren Verbrennungen besteht die Möglichkeit, das ver-
brannte Gewebe durch eine Kombination einer dreidimensional strukturierten Matrix aus nati-
ven Rinderhaut-Kollagenen (Typ I, III und V) und Elastin sowie einem dünnen Spalthaut-