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Selbstorganisierendes Chitosan-Nanofasergerüst zur Nervenregeneration

Verletzungen des peripheren Nervensystems können substanzielle motorische und sensorische Defizite hervorrufen. In der vorgestellten Studie werden selbst-assemblierende peptidbasierte Hydrogele in ein Chitosan-Nanofasergerüst injiziert und als artifizielles Nerventransplantat genutzt.

REPARATUR VON VERLETZUNGEN DES ISCHIASNERVS MIT EINEM SELBSTORGANISIERENDEN CHITOSAN-NANOFASERGERÜST

Shen X, Qu F, Pei Y, Lei S, Xia S, Liang J, Li S, Sun X and Liu L (2022) Repairing sciatic nerve injury with self-assembling peptide nanofiber scaffold-containing chitosan conduit. Front. Neurol. 13:867711. doi: 10.3389/fneur.2022.867711

Durch Verletzungen des peripheren Nervensystems kann es zu substanziellen motorischen und sensorischen Defiziten kommen. Während kleinere Verletzungen meist von selbst ausheilen, benötigen größere Schäden häufig Nerventransplantate zur Reparatur. Aktuell sind autologe Nerventransplantate der Goldstandard zur Behandlung peripherer Nervendefekte. Allerdings sind sie nur in einer limitieren Zahl verfügbar, häufig kommt es zur Morbidität der Empfängerstelle und das Risiko eines Neuroms steigt. Als Alternative gelten artifizielle Nerventransplantate, die aber bisher oft zu simpel sind um das Nervenwachstum gezielt zu fördern. Ideale Eigenschaften, die dafür erfüllt werden müssten sind eine gute Biokomptabilität und eine ausreichende Ähnlichkeit zur extrazellulären Matrix (EMC). In der medizinischen Forschung gelten daher selbst-assemblierende peptidbasierte Hydrogele (SAP) als aussichtsreiche Kandidaten für neuronales Tissue Engineering.

Vielversprechende Peptide sind RAD, IKVAV und KLT. RAD bzw. RADA16-I ist in der Lage unter physiologischen Bedingungen sehr stabile β-Faltblätter auszubilden, während IKVAV dem EMC-Protein Laminin ähnelt und die neuronale Adhäsion, Differenzierung und das Auswachsen von Neuriten fördert. KLT ist ein VEGF-ähnliches Peptid, dass ebenfalls in die VEGF-Rezeptoren binden kann. Dieses ist ein endothelialer Wachstumsfaktor, der eine polarisierte Vaskularisierung der Brückenregion auslöst.

In der präsentierten Studie werden zwei funktionalisierte SAPs RAD/KLT und RAD/IKVAV, sowie deren Hybrid RAD/KLT/IKVAV synthetisiert, charakterisiert und auf ihre Fähigkeiten zur neuronalen Regeneration in vitro an Schwannzellen (SCs) und in vivo an Ratten untersucht. In beiden Fällen wurde Chitosanrohre als Ersatz natürlicher Leitbahnen genutzt. Neben der guten Zytokomptabilität und Bioabbaubarkeit von Chitosan, fördern die Abbauprodukte, Chitosanoligosaccharide (COS), die Proliferation und das Wachstum von Zellen.

ERGEBNISSE

  • Alle drei Peptide wiesen eine typische β-Faltblattstruktur auf und bildeten unter physiologischen Bedingungen 3D-Nanofasergele im hohlen Lumen des Chitosanrohrs aus
  • Erfolgreiche Anheftung der SCs an der Oberfläche der Peptidgele mit guter Zellkomptabilität, deutlich positiver Effekt aus SC-Wachstum bei RAD/IKVAV und RAD/KLT/IKVAV, während RAD/KLT vergleichbar mit den unbehandelten Zellen war
  • In vivo: deutlich schnellere funktionelle Regeneration des Nervs bei RAD/KLT/IKVAV-Gruppe und Autograft im Vergleich zum hohlen Chitosanrohr, RAD/KLT und RAD/IKVAV
  • Histologische Analysen zeigten erhöhte axonale und SCs Regeneration in herbeigeführten Nervenverletzung bei Therapie mit RAD/KLT/IKVAV im Vergleich zu RAD/KLT und RAD/IKVAV
  • Bei Betrachten des betroffenen Muskels zeigte sich bei der Therapie mit RAD/KLT und RAD/IKVAV eine deutliche Verkümmerung, während beim Autograft und RAD/KLT/IKVAV nichts zu erkennen war

Zusammenfassung: In der präsentierten Studie wurden zwei Laminin bzw. VEGF ähnliche Peptide erfolgreich zu einem SAP synthetisiert. Das kombinierte Peptid RAD/KLT/IKVAV zeigte als Hydrogel in einem Chitosanrohr einen deutlich positiven Effekt bei der Nervenregeneration. Zudem förderte es die axonale Regeneration und Remyelisierung.

Link zum Artikel: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fneur.2022.867711/full

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Kongresse und Messen

Treffen Sie uns 2023 auf folgenden Messen:

  • EASO Winterschool 2023, Wittenberg, Deutschland, 15.02.-18.02.2023
  • EUCHIS 2023, Siglufjörður, Island, 11.-14.09.2023
  • EPNOE 2023, Graz, Österreich, 18.09.-22.09.2023
  • Asia Pacific Chitin and Chitosan Symposium 2023, Juju, Süd-Korea, 31.10.-03.11.2023

Zur Vereinbarung von Terminen, bitte kontaktieren Sie Frau Richter über sales(at)medical-chitosan.com

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News

  • Rückblick auf drei Tage des wissenschaftlichen Austausches bei der EUCHIS in Siglufjörður

    HMC war vom 11. bis zum 14. September auf der EUCHIS 2023 in Siglufjörður im Norden Islands vertreten. Falls Sie uns dort nicht treffen konnten, lesen Sie hier unsere Highlights der Konferenz oder besuchen Sie uns noch bis zum 22. September auf der EPNOE in Graz.

  • Abbaubare Körperelektroden aus carboxyliertem Chitosan und Sulfobetain-Methacrylat

    Tragbare Elektroden, über welche vielfältige Körperfunktionen gemessen werden, verursachen elektronischen Abfall und müssen im Fall von Implantaten aufwändig entfernt werden. In der präsentierten Studie wird ein vollständig zersetzbares Materialgemisch mit Chitosan vorgestellt, welches auch bei hoher körperlicher Belastung Bewegung und Schweiß standhält.

  • Weltneuheit Chitosan Molekulargewichtsstandards!

    Auf der EUCHIS 2023 stellt HMC zum ersten Mal Chitosan-Standards vor. ,,Wir sind stolz darauf, endlich einen zuverlässigen Standard für die Molekulargewichtsanalyse anbieten zu können", sagt Katja Richter, Geschäftsführerin von Heppe Medical Chitosan. Das bedeutet, dass Forscher und Kunden Chitosane nicht mehr mit anderen Substanzen wie Pullulan oder PEG/PEO für die Molekulargewichtsanalyse vergleichen müssen. Jetzt können zuverlässige Chitosane verwendet werden. Keine Näherungswerte. Kein Nachdenken darüber, ob es die richtigen, zuverlässigen Ergebnisse sind. Verlässliche Chitosane für exzellente Forschung und hervorragende pharmazeutische Produkte. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

  • Aromatisches Derivat von Chitosan verbessert regenerative Eigenschaften

    Die antioxidativen, bakteriostatischen und antientzündlichen Eigenschaften von Chitosan sorgen dafür, dass es sehr gut für Anwendungen in der regenerativen Medizin wie Wundauflagen geeignet ist. In der präsentierten Studie wird ein über eine Schiffsche Base derivatisiertes Chitosan vorgestellt, welches diese Eigenschaften weiter verbessert.

  • Los geht’s mit der EUCHIS 2023!

    Nachdem unsere Chitosan-Krabbe die wunderschöne Landschaft Islands bereist hat, ist sie nun unterwegs Richtung Siglufjörður zur EUCHIS 2023. Wir freuen uns schon sehr darauf alle wiederzusehen und sind gespannt auf den wissenschaftlichen Austausch. Neben Chitosan und unserer Krabbe haben wir großartige Neuigkeiten im Gepäck. Seid gespannt!

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