Durchtrennten Nervenbahnen sind sehr schwer zu behandeln. Wenn überhaupt, den Schaden so weit kann nur repariert werden, durch komplexe Vorgänge. Am Max-Planck-Institut für Polymer-Forschung, die wir entwickelt haben, Materialien, die stimulieren, beschädigte Nerven in Wachstum. Ergebnisse aus ersten tests an Mäusen zeigen, dass die Nervenbahnen regenerieren kann diese Weise.
Haben Sie jemals versucht, die einen Stift hält, ohne mit dem Daumen? Dann werden Sie wissen, wie schwer das ist. Was kann scheinen, wie eine interessante Fingerübung ist für viele eine bittere Realität. Wenn die Nervenbahnen beschädigt oder vollständig durchtrennt, als ein Ergebnis von einem Verkehrsunfall oder Arbeitsunfall, einzelner Gliedmaßen oder sogar ganze Körperteile taub und können oft nicht mehr bewegt werden. In der Vergangenheit, die einzige chance, die Wiederherstellung Ihrer Funktionalität wurde durch die Operation. Einige Vorgänge beinhalten das entfernen von Nerven-Stränge aus einem anderen Teil des Körpers und Wiedereinsetzen Sie in der beschädigten Stelle. Auf diese Weise werden die geschädigten Nervenenden wachsen wieder zusammen, was eine gewisse Bewegung auf den betroffenen Teil.
Wachstum braucht Struktur
Obwohl die Nerven in der Lage sein kann zu überbrücken, eine Verbindung durchtrennt, der Prozess ist sehr Komplex und nicht immer erfolgreich. Darüber hinaus einen Rahmen von Proteinen umgibt gesunde Nerven und Verletzten Nervenfasern hängt von diesem Rahmen bleiben vollständig erhalten. Allerdings, Verletzungen schädigen oft nicht nur die Nerven-Darm-Trakt selbst, sondern auch in diesem Rahmen. Diese so genannte extrazelluläre matrix bildet das Gerüst für die Nervenbahnen. Genauso wie Tomaten-Pflanzen benötigen ein Spalier, Nervenzellen benötigen diese matrix zu wachsen entlang. Am Max-Planck-Institut für Polymer-Forschung, die wir entwickelt haben, ein material, das aus der körpereigenen Bausteine, die verwendet werden können, zu ersetzen, die dieser matrix. Und wie gezeigt wurde, ist die künstliche framework hilft, die geschädigte Nerven regenerieren sich. Die Natürliche matrix besteht aus par-insbesondere Proteine: lange Kette Moleküle gefaltet wie Wollknäuel. Eine große Zahl dieser winzigen Kugeln aus Wolle richten sich bilden lange Fasern. Diese verschiedenen Fasern bilden ein Netz—die extrazelluläre matrix—, dass die Nervenzellen auf verriegeln können.
Lego-bauen Fasern, um diese Proteine zu bilden, sind zahlreiche komplexe biochemische Prozesse im Körper—zu Komplex, um Sie neu in ein Reagenzglas. Unsere Forschung verfolgt einen anderen Ansatz: obwohl wir die gleichen grundlegenden Materialien, aus denen die extrazelluläre matrix, wir montieren Sie in einer einfacheren form. Wir verwenden kurzkettige Moleküle, sogenannte Peptide, die, wie Proteine bestehen aus Aminosäure-Bausteinen. Wir produzieren diese Peptide mit chemischen Präzision, die uns erlauben, zu bestimmen, die genaue position jedes einzelnen Baustein. Um eine Analogie zu verwenden, unsere genaue Chemische design schafft ‚Stollen‘ und entsprechende ‚Löcher‘ auf die Moleküle, die ähnlich wie Lego-Steine. Zwei Peptid-Moleküle synthetisised auf diese Weise wird natürlich richten sich, so dass Bolzen und Loch treffen. Dieser erstellt dann eine stabile Struktur. Wir waren in der Lage, diese Technik zu produzieren, lange Fasern, die—trotz Ihrer unterschiedlichen mikroskopischen Struktur stark ähneln die Fasern des Nerven der extrazellulären matrix in der Form und chemischen Zusammensetzung.
Vom Reagenzglas auf die Maus
Wie Nervenzellen Verhalten, wenn Sie wachsen auf dieser künstlichen extrazellulären matrix? Wie kann diese Wachstums-Eigenschaften ändern, wenn wir verändern die Peptide, die ursprünglich verwendet? Wir untersuchten diese Fragen in Zusammenarbeit mit unserem partner Bernd Knöll, Professor am Institut für Physiologische Chemie der Universität Ulm. Wir produzierten verschiedene Peptid-Strukturen, deponierte Sie auf Glasplatten und kultivierten Nervenzellen auf Sie. Während die Nervenzellen auf einige faserstrukturen kaum gewachsen, an anderen sahen wir die rasche Bildung von Axonen, dünne zellfortsätze, die die verbindungen zu anderen Nervenzellen.
Wegweisende Eigenschaften
Wie gezeigt, von der Labor-experiment in den Mäusen, erste Schäden an Nervenbahnen kann repariert werden mit unseren künstlichen matrix. Vor der Verwendung des Materials in der klinischen Anwendungen, ist jedoch eine weitere Optimierung ist erforderlich, da die Nervenzellen auf unser material nicht so gut wachsen, noch wie Sie in der natürlichen matrix. Sie wachsen auch in einer ziemlich ungeordneten Art und Weise, in alle Richtungen. Unser Nächster Schritt wird sein, die einbetten, so genannte Wachstumsfaktoren in die künstliche matrix, um weiter zu beschleunigen den Heilungsprozess. Darüber hinaus wollen wir die Orientierung der Faser injiziert Strukturen zu unterstützen, die Nervenzellen wachsen in eine bestimmte Richtung.