Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGBEuropäisches TRIANKLE-Projekt entwickelt personalisierte 3D-Biomaterialien für die Regeneration von Fußgelenksverletzungen
Forschungskonsortium von zwölf Partnern aus fünf europäischen Ländern wird mit 5,9 Millionen Euro von der Europäischen Union (EU) gefördert. Entwickelt wird ein Herstellungsverfahren für personalisierte Implantate, die in der Therapie von Sehnen- und Gelenksverletzungen am Fuß eingesetzt werden können. Das Fraunhofer IGB formuliert und entwickelt die kollagen- und gelatinebasierten Biotinten, die für den 3D-Druck der personalisierten Implantate benötigt werden. Das IGVP der Universität Stuttgart erforscht die Vernetzungschemie und den 3D-Druck der am IGB entwickelten Biotinten. Hauptziel ist die Verkürzung der Genesungszeit um 50 Prozent bei Verbesserung der Funktionalität um 10-15 Prozent. Das TRIANKLE-Projekt soll die Wettbewerbsfähigkeit der EU in der Biomedizin erhöhen.
Regeneration von Fußgelenken mit Implantaten aus Kollagen und Gelatine
Am 6. November gab die EU-Kommission grünes Licht für die Förderung des TRIANKLE-Projekts (Nr. 952981) im Rahmen des Horizon-2020-Programms. Das antragstellende Konsortium aus 12 europäischen Organisationen kann nun die Entwicklung von personalisierten 3D-Scaffolds mittels Bioprint-Technologie aufnehmen. Dafür erhält das ehrgeizige Forschungsvorhaben in der regenerativen Medizin ein Gesamtbudget von 5,9 Millionen Euro für einen Vierjahreszeitraum, beginnend im Januar 2021. Die TRIANKLE-Projektpartner verfolgen das Ziel, innovative, personalisierte 3D-Implantate aus Kollagen und Gelatine für Patienten mit Tendopathien (z. B. Achillessehnenanrisse) sowie Knorpelverletzungen herzustellen.
Die Implantate sollen mithilfe innovativer 3D-Druckverfahren aus Kollagenen oder Gelatine, also Biopolymeren, wie sie auch im Körper vorkommen, hergestellt werden. »Damit diese Biopolymere zusammen mit den Wachstumsfaktoren und den Zellen mit einem 3D-Drucker verarbeitet werden können, müssen sie fließfähig sein«, erläutert Dr. Achim Weber vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart, einem der deutschen Forschungspartner im Netzwerk. »Wir formulieren und entwickeln daher kollagen- und gelatinebasierten Biotinten, die erst nach dem Drucken durch Quervernetzung der Biopolymere fest werden.« Hier arbeitet das IGB eng mit dem benachbarten Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP der Universität Stuttgart zusammen. »Über den Einbau funktioneller Gruppen können wir die Quervernetzung der eingesetzten Biopolymere optimal steuern und sicherstellen, dass die Kollagene und Gelatinen nach dem Druckprozess auch formstabil werden«, ergänzt Dr. Alexander Southan vom IGVP der Universität Stuttgart.
Sehnen- und Gelenksverletzungen häufig und teuer
Sehnenleiden, in der Fachsprache Tendopathien genannt, sind ebenso wie der Verlust von Gelenkknorpel, die sogenannte Osteoarthritis, weit verbreitete Erkrankungen, speziell bei älteren Menschen, Frauen und Leistungssportlern. Neben der Einschränkung der Lebensqualität belasten beide Leiden auch stark die Gesundheitssysteme: Alleine in der EU betragen die jährlichen Kosten für die Behandlung von Osteoarthritis 76,5 Milliarden Euro; die Ausgaben für Tendopathien weltweit werden auf über 140 Milliarden Euro geschätzt.
Die Lücke ineffizienter Behandlungen schließen
Das TRIANKLE-Projekt will die kritische Lücke an Behandlungsmöglichkeiten für Sehnen- und Gelenkverletzungen schließen. Keine der derzeit angewendeten operativen oder nicht-operativen Therapien erzielt eine erfolgreiche Langzeitlösung für die Patienten, denn häufig erlangen die betroffenen Sehnen und Gelenke ihre vollständige Stärke und Funktionalität nicht wieder zurück. Daher hat sich TRIANKLE nicht nur zum Ziel gesetzt, die Genesungszeit zu halbieren, sondern auch die Funktionalität des verletzten Gewebes um 10-15 Prozent zu steigern.
Partnerschaft für Spitzenforschung und Erschließung potenzieller Märkte
Das TRIANKLE-Konsortium umfasst Arbeitsgruppen in 12 Organisationen aus fünf europäischen Ländern (Deutschland, Spanien, Schweden, Niederlande und England), die das komplette Spektrum der Entwicklung von der Spitzenforschung bis zur Marktreife abdecken. Die besondere Stärke liegt in der Zusammenarbeit von hochqualifizierten Teams mit nachgewiesener Expertise in Biomaterialien für regenerative Anwendungen und 3D-Bioprint-Technologien mit Projektpartnern, die sich für soziales Engagement und die Verbreitung der Ergebnisse in medizinischen Fachkreisen sowie letztlich unter Patienten einsetzen.
Das Konsortium besteht aus einem Industriepartner (Viscofan BioEngineering), drei KMUs (CELLINK AB, Cambridge Nanomaterials Technology und Gradocell SL), zwei Forschungseinrichtungen (Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und Acondicionamiento Tarrasense Associacion), drei Universitäten (Universität Stuttgart, Universidad del País Vasco und Technische Universität Eindhoven), zwei gemeinnützigen Organisationen (FC Barcelona Asociacion FCB und Osteoarthritis Foundation International OAFI) und einer Stiftung des Gesundheitswesens (Fundacio Clinic per a la Recerca Biomedica). TRIANKLE-Projektkoordinator ist Viscofan BioEngineering, die biomedizinische Einheit des Traditionsunternehmens für Kollagenherstellung Naturin Viscofan GmbH.
TRIANKLE wird dazu beitragen, das Potenzial innovativer 3D-Bioprint-Technologien für die regenerative Medizin zu erschließen und die Kommerzialisierung von personalisierten Therapien von Sehnen- und Gelenkverletzungen mit 3D-Implantaten zu ermöglichen. Darüber hinaus liegt das Innovationspotenzial von TRIANKLE in der Einführung einer Technologieplattform, mit der künftig auch weitere regenerative Therapien zur Behandlung von Erkrankungen gewichttragender Gelenke entwickelt werden können.
