Entwicklung, Charakterisierung und Anwendung von modifizierten Substraten auf Basis von Haarkeratin und Kollagen zur Rekonstruktion der kornealen und konjunktivalen Augenoberfläche

• Antragsteller: Professor Dr. Gerd Geerling; Professor Dr. Stephan Reichl; Professor Dr. Stefan Schrader
• Fachliche Zuordnung: Augenheilkunde
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 111595154

Vernarbende Erkrankungen der Bindehaut wie das okuläre vernarbende Schleimhautpemphigoid, Stevens-Johnson Syndrom sowie okuläre Verbrennungen und Verätzungen können zu schweren, progredienten Vernarbungsreaktionen im Bereich der Augenoberfläche führen. Im Endstadium dieser Erkrankungen resultieren starke Schmerzen im Bereich der Augenoberfläche sowie ein schwerer Visusverlust bis hin zur Erblindung. Eine chirurgische Teilwiederherstellung der Hornhautoberfläche und Bindehaut und der korrekten Lidstellung ist häufig nötig, um die Beschwerden des Patienten und die Funktion der Augenoberfläche zu verbessern. Allerdings sind die chirurgischen Techniken oft durch einen Mangel an gesundem Ersatzgewebe limitiert, insbesondere wenn viel Gewebe für große Transplantate benötigt wird. Dies bedingt die Notwendigkeit der Entwicklung neuer Augenoberflächenersatzgewebe. In der ersten Förderphase des Gesamtvorhabens konnte die erfolgreiche Anwendung von neu entwickelten, transparenten Filmen auf der Basis von humanem Haarkeratin zur Hornhautoberflächenrekonstruktion invitro und in-vivo nachgewiesen und darüber hinaus gezeigt werden, dass plastisch komprimierte Kollagen-Matrices sowohl als Zellträger für epitheliale Zellen als auch hinsichtlich ihrer Biomechanik sehr gute Eigenschaften zur Nutzung als Bindehautersatz aufweisen. Das Ziel dieses Folgeprojektes ist nun eine konsequente Weiterentwicklung der Matrices zur Augenoberflächenrekonstruktion im Hinblick auf die klinischen Probleme der persistierenden Epitheldefekte und der kornealen Gefäßneubildungen nach Augenoberflächenrekonstruktion. Zu diesem Zweck werden in dem Vorhaben Strategien entwickelt, die für diese Indikationen bereits untersuchten Substanzen Dexamethason, NGF und Bevacizumab in die Matrices einzubringen, um diese nach Implantation in therapeutisch aktiven Konzentrationen an der Augenoberfläche zur Verfügung zu stellen. Hierbei werden zunächst verschiedene Ansätze der Inkorporation der Wirksubstanzen sowie deren Einfluss auf die biomechanischen und optischen Eigenschaften der Matrices untersucht. Anschließend soll eine verlängerte und kontinuierliche Freisetzung der Substanzen aus kolloidalen Trägersystemen (PLGA Nanopartikel) sowie Hydrogelen nach Inkorporation in den Matrices erzielt werden. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Entwicklung einer in-vivo nahen In-vitro- Methode zur Bestimmung der Freisetzung der Wirksubstanzen aus den Matrices. Zudem wird der Effekt der so modifizierten Matrices an kornealen und konjunktivalen In-vitro-Zellkulturmodellen studiert sowie der Nutzen in einem In-vivo-Tiermodell abschließend beurteilt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen