Rückenschmerzen: Biologische Implantate getestet

Kaputte Bandscheiben wollen US-Forscher in Zukunft mit biologischen Implantaten ersetzen. Erste Tests mit Bandscheiben, die aus Zellen von Schafen gezüchtet sind, seien in Versuchen mit Ratten erfolgreich verlaufen. Die Implantate ermöglichten den Tieren volle Beweglichkeit und hatten sich nach sechs Monaten fast wie natürliche Bandscheiben in die Wirbelsäule integriert, schreiben die Experten in den «Proceedings» der US-Akademie der Wissenschaften.

Probleme mit den Bandscheiben sind die Hauptursache für Schmerzen im Rücken- und Nackenbereich und verursachen enorme Kosten, schreiben die Forscher. In den meisten Fälle würden die Beschwerden konservativ mit Physiotherapie und Medikamenten behandelt. Auch Operationen seien möglich, bei denen kaputte Bandscheiben unter anderem durch mechanische Implantate ersetzt werden können. Der medizinische Nutzen solcher Implantate sei unter Fachleuten umstritten. Unabhängig davon versagten aber viele Implantate ihren Dienst, weil sie sich lockerten, verrutschten oder einfach im Laufe der Zeit abnutzten.

Die Forscher um Robby Bowles von der Cornell-University in Ithaca (US-Staat New York) erstellten zunächst auf Grundlage von Computertomografie-Bildern eine Art Gussmodell der zu ersetzenden Bandscheibe. Dieses Modell nutzten sie dann, um mit Zellen aus der Bandscheibe von Schafen ein Implantat aufzubauen. Bandscheiben bestehen aus einem inneren, wasserreichen Gallertkern und einem äußeren Faserring. Diesen Aufbau bildeten die Wissenschaftler mit unterschiedlichen Zelltypen nach.

Sie verpflanzten diese Bandscheibe dann in die Schwanzwirbelsäule von Ratten, nachdem den Nagern dort die betreffende Bandscheibe entfernt worden war. Das Implantat ließ sich gut in die Lücke zwischen den Wirbeln einpassen, berichten die Forscher. Nach sechs Monaten stellen sie fest, dass die Höhe der Bandscheibe erhalten gelieben war und diese sich in die umliegenden Wirbelkörper integriert hatte. Die Zellen hatten eine extrazelluläre Matrix gebildet, die sich in der biochemischen Zusammensetzung von der natürlicher Bandscheiben kaum unterschied, schreiben die Forscher weiter. Auch die mechanischen Eigenschaften des Implantats, also etwa die Reaktion auf Druckbelastungen, ähnelten denen natürlicher Bandscheiben.

Bevor solche biologischen Bandscheiben beim Menschen getestet werden können, müssten viele Fragen geklärt werden. Menschliche Bandscheiben seien sehr viel größer und die mechanischen Anforderungen an ein Implantat anders als im Rattenschwanz. Außerdem sei unklar, wie das Ersatzgewebe reagiere, wenn es in ein entzündetes Umfeld implantiert werde. Die Bandscheiben der Ratten seien vor der Implantation gesund gewesen. Bei Patienten, die eine neue Bandscheibe benötigten, sei das nicht der Fall. Zudem eigneten sich für Anwendungen beim Menschen keine Schafszellen zur Herstellung des Implantats.

doi: 10.1073/pnas.1107094108

02.08.2011 l PZ/dpa

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