Alleine in Deutschland wird jährlich mehr als 50.000 Menschen Lungenkrebs diagnostiziert. Vor diesem Hintergrund wird die Entwicklung neuer Techniken für die Herstellung lebendiger Implantate für erkrankte Organe umso relevanter. Jedoch erfordert ebendiese Entwicklung zum Teil kreatives Denken.

Wenn Tumore Atemwege verengen

Lungentumore bleiben bei vielen Menschen lange unentdeckt, da gut erkennbare Symptome in der Regel erst dann auftreten, wenn es im Grunde schon zu spät ist. Das führt außerdem dazu, dass diese mit die häufigste Krebstodesursache in Deutschland sind. Offensichtlich wird die Existenz solcher Tumore nämlich meist erst, wenn sie beginnen die Atemwege zu befallen und in Folge dessen zu verengen.

Problematik eines Stents

In vielen Fällen ist es ab diesem Zeitpunkt bereits zu spät für eine Operation, weshalb die Symptome, wie eben die verengten Atemwege, gelindert werden, um zumindest die Lebensqualität der Patienten zu verbessern. Um beispielsweise die Luftröhre offen zu halten und dem Patienten somit das Atmen zu erleichtern wird ein sogenannter Stent – ein kleines Röhrchen – eingesetzt.

Die Schleimhaut ist mit tausenden kleiner Härchen – den Zilien – gespickt, die dafür sorgen, dass der Schleim, der sich in der Lunge oder den Atemwegen sammelt, nach außen getragen werden kann. Setzt man einen Stent ein, dann bedeckt dieser die Zilien, sodass diese ihre Aufgabe nicht länger erfüllen können und sich der Schleim in den Atemwegen sammelt. Das hat zur Folge, dass zum einen die Atmung erschwert wird und zum anderen das Risiko einer Lungenentzündung steigt.

Eine Lösung muss her

Dieser Thematik widmete Lena Thiebes ihre Doktorarbeit und probierte dabei an verschiedenen Ideen und Ansätzen herum. Der Grundgedanke bestand darin, eine Art lebendiger Schleimhaut auf das Innere des Stents aufzutragen, damit diese die Aufgaben des „Originals“ übernehmen kann.

Nun bietet ein solches Röhrchen mit seiner glatten Oberfläche und der dreidimensionalen Form allerdings denkbar schlechte Voraussetzungen für die Durchführung eines solchen Plans. In der Theorie sowie in der Petrischale funktioniert die Grundidee und die notwendigen Zellen lassen sich züchten. Sobald diese jedoch – mit welcher Methode auch immer – auf den Stent aufgetragen werden sollen, wollen sie schlichtweg nicht gleichmäßig verteilt wachsen – wenn sie es denn überhaupt tun.

Bluteiweiß als Klebstoff

Die Lösung: Fibrin. Fibrin ist Bluteiweiß, der bei Verwundung durch Gerinnung Blutungen stoppt. Es ist also eine Art biologischer Klebstoff, der in der Theorie hinhalten könnte, um die Zellen am Stent-Inneren zu fixieren. Thiebes experimentierte mit verschiedenen Arten der Auftragung herum, entschied sich letzten Endes jedoch dazu das Fibrin per Sprühen aufzutragen, da es so gleichmäßig verteilt wurde.

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Die Zellen konnten auf dem Bio-Klebstoff wachsen und die notwendigen Zilien ausbilden. Im Labor war die Idee also bereits zu einem praktischen Konzept herangereift. Ein umgebautes Bronchoskop sollte des Weiteren als Hilfsmittel dienen, um die Zellen auch nach Einsetzen des Stents in die Atemwege aufzutragen, da diese ansonsten beim Vorgang hätten beschädigt werden können.

Weitere Praxisversuche stehen noch aus, jedoch hat Lena Thiebes bereits jetzt einen nennenswerten Beitrag für die Medizintechnik geliefert.