Es wird geschätzt, dass jedes Jahr weltweit mehr als 10 Millionen medizinische Implantate bei Patienten implantiert werden, insbesondere für kardiovaskuläre und plastische Chirurgie.
Aufgrund der suboptimalen Biokompatibilität bestehender medizinischer Implantate kommt es bei jeder Einpflanzung durch einen Chirurgen in einen Patienten zu einer Fibrose im umliegenden Gewebe: Das Immunsystem des Patienten reagiert mit der so genannten Fremdkörperreaktion, bei der das aufnehmende Gewebe das Implantat als fremd erkennt und mit einer dicken Schicht fibrotischen Gewebes bedeckt, um es zu isolieren, zu zerstören und auszustoßen.
Die Fibrose gehört zu den Hauptursachen für Fehlfunktion und Versagen implantierbarer medizinischer Geräte. Darüber hinaus ist die Fibrose mit Infektionen verbunden und kann den Patienten Schmerzen verursachen. Infolgedessen sind oft Revisionsoperationen nach der Implantation erforderlich, was zu einem kostspieligen und langwierigen Genesungsprozess führt. Es wurde berichtet, dass bis zu 20% aller implantierten Patienten aufgrund von Fibrose einen Korrektureingriff und Implantatersatz benötigen.
Um diesen kritischen medizinischen Bedarf zu decken, hat das HYLOMORPH-Team eine einzigartige chirurgische Membran entwickelt, die die Schnittstelle zwischen Implantaten und menschlichem Gewebe optimiert. Die Vorbereitung der Membran besteht aus einem patentierten biotechnologischen Verfahren, bei dem ein nicht-pathogenes Bakterium in Kombination mit mikrotechnisch hergestellten Silikonoberflächen gezüchtet wird, um dünne Filme aus Nanozellulose mit einer fein kontrollierten Oberflächentopographie herzustellen. In präklinischen Studien des Teams führten mikrostrukturierte biosynthetisierte Zellulosemembranen drei Monate nach der Operation zu einer 80%igen Reduktion der fibrotischen Gewebebildung.
Basierend auf diesen vielversprechenden Ergebnissen bereitet das Team nun in enger Zusammenarbeit mit dem Deutschen Herzzentrum Berlin (DHZB) und dem Universitätsspital Zürich die erstmalige Anwendung von Zellulosemembranen auf implantierbaren Loop Recordern (elektrokardiographische Überwachungsgeräte) vor. Sollten sich die Ergebnisse am Menschen bestätigen, könnten mikrostrukturierte biosynthetisierte Zellulosemembranen die erste antifibrotische Lösung für medizinische Implantate zur Verhinderung damit verbundener chirurgischer Komplikationen sein.
Das HYLOMORPH-Projekt wurde im Wyss Zürich in Zusammenarbeit (“HeartOne”) mit dem Zurich Heart gestartet, einer Forschungsinitiative der Hochschulmedizin Zürich, die darauf abzielt, die VAD-Technologien auf der Grundlage einer Vielzahl neuartiger Ansätze zu revolutionieren.