Eine neue Studie von Forschern der University of Galway und der University of Limerick legt nahe, dass elektrische Stimulation für die Gesunderhaltung von Sehnen unerlässlich sein könnte und neue Möglichkeiten für die Reparatur und Regeneration von Sehnen bietet.
Die Forschung fand am CÚRAM Research Centre for Medical Devices statt und wurde von Taighde Éireann – Research Ireland, ehemals Science Foundation Ireland, finanziert.
Sehnen widerstehen starker mechanischer Belastung und ermöglichen gleichzeitig die Kraftübertragung von den Muskeln auf die Knochen. Sie sind außerdem piezoelektrisch, d. h. wenn sie gedehnt werden, erzeugen sie ein elektrisches Feld, das für die Regulierung der Sehnenzellfunktion wichtig sein soll. Bei Verletzungen heilen Sehnen jedoch nur begrenzt, was häufig zu chronischen Schmerzen und Behinderungen führt und somit die Produktivität des Patienten beeinträchtigt.
Im Jahr 2023 waren in den Vereinigten Staaten fast eine halbe Million Vollzeitbeschäftigte von schweren Rissen oder traumatischen Verletzungen von Sehnen, Bändern und Muskeln betroffen.
Die Genesung von Sehnenverletzungen ist langsam und erfordert oft umfangreiche Rehabilitation, was zu einem Arbeitsausfall von fast zwei Monaten pro Verletzung führt. Die derzeitige regenerative Medizin zur Sehnenreparatur ist bisher nicht in der Lage, die natürliche Umgebung der Sehnenzellen wiederherzustellen, was letztlich ihr therapeutisches Potenzial einschränkt.
Unter der Leitung von Dr. Marc Fernandez-Yague, der seinen Doktortitel während seiner Forschungstätigkeit bei CÚRAM an der University of Galway erworben hat, konzentrierte sich das Forschungsteam auf das Verständnis, wie elektrische und mechanische Signale zusammenwirken, um die Funktion von Sehnenzellen zu steuern. Traditionell sind Sehnenzellen im Labor äußerst schwierig zu züchten, da sie ihre sehnenähnlichen Funktionen schnell und irreversibel verlieren.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, entwickelte das Team ein neuartiges Zellkulturgerät – einen „tympanischen piezoelektrischen Bioreaktor“, der ähnlich wie das menschliche Trommelfell funktioniert und mechanische Vibrationen und elektrische Reize an Sehnenzellen überträgt.
Durch diese doppelte Stimulation behielten die Zellen während ihrer Vermehrung im Labor ihre gesunden, sehnenspezifischen Eigenschaften besser bei, sodass sie für die Gewebereparatur und -regeneration eingesetzt werden konnten.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202405711
