Materialien für einen niedrigthrombogenen Blutkreislauf (LTBC)

Oberflächen

Dialysepatientin

Materialien für einen niedrigthrombogenen Blutkreislauf (LTBC)

Kompetenzen:

  • Dialyse

    Medizintechnik

    Thrombolyse/Anti-Thrombogen

    Oberflächenfunktionalisierung

Koordinator:

  • Dr. Bernd Krause

    Gambro Dialysatoren GmbH

Projektlaufzeit:

01.02.2019 - 31.01.2022

Aufgaben im Projekt

Gambro Dialysatoren GmbH
Konzepte und Studien zur ionischen Anbindung von Heparin an funktionalisierte Dialyse-membranen sowie die physiko-chemische und biologische Charakterisierung von Materialien

HOT Screen GmbH
Etablierung und Einsatz eines komplexen Kulturmodells zur Charakterisierung immunologischer Effekte funktionalisierter Dialysemembranen

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.
Biofunktionalisierung mittels Ankerpolymeren, Konzeptstudien zur Anlagerung und Anbindung von Heparin oder synthetischen Thrombininhibitoren

DWI – Leibniz-Institut für interaktive Materialien e.V.
Konzepte zur Herstellung von funktionalisierten Membranen und zur Immobilisierung von anti-thrombogenen Wirkstoffen auf Membranen für dialytische Anwendungen

Beschreibung

Heparin-freie Dialyse durch bioaktive Modifikationen von Dialysemembranen

Weltweit sind derzeit etwa zwei Millionen Menschen aufgrund einer terminalen Niereninsuffizienz auf die Hämodialyse („Blutwäsche“) als lebenserhaltende Therapie angewiesen. Dabei wird das Blut in der Regel dreimal pro Woche für mehrere Stunden außerhalb des Körpers gereinigt, indem es durch einen Dialysator („künstliche Niere“) gepumpt wird. Dort erfolgt die Abtrennung von Wasser und Giftstoffen aus dem Blut mithilfe von Hohlfasermembranen. Trotz erheblicher Fortschritte in Bezug auf die Bioverträglichkeit der verwendeten Polymermaterialien in den vergangenen Jahrzehnten ist bei jeder Behandlung („Dialyse“) eine Verabreichung von gerinnungshemmenden Medikamenten wie Heparin erforderlich. Mit dieser notwendigen Gabe sind jedoch auch einige Nachteile sowie mögliche Komplikationen sowohl für die Patienten als auch für die Dialyseanbieter verbunden.

Dialysepatientin
Abbildung: Dialysepatientin, Quelle: Gambro Dialysatoren GmbH

Ziel dieses Projektes ist daher die Erforschung neuer Modifikationen von Biomaterialien, die an die Oberfläche von extrakorporalen Blutbehandlungssystemen aufgebracht werden können. So soll eine heparinreduzierte bzw. heparinfreie Behandlung für eine Vielzahl der Hämodialysepatienten ermöglicht werden. Der Hauptfokus im Projekt liegt auf der Modifikation der Dialysemembranen mit innovativen Polymer-Wirkstoff-Kombinationen.

Das Verbundprojekt hat sich in der bereits absolvierten Laufzeit als ein sehr geeignetes Modell dargestellt, in welchem sowohl technologisch als auch wirtschaftlich interessante neue Ansätze auf dem Weg hin zu einer möglichen Realisierung einer heparinreduzierten Hämodialyse erarbeitet werden können. Aus den umfangreichen Konzeptstudien der Partner IPF Dresden, DWI Aachen und Gambro haben sich mittlerweile einige erfolgsversprechende Optionen herausgestellt. Dabei werden die gerinnungshemmenden Wirkstoffe stabil an die blutkontaktierende Innenseite der Dialysemembranen aufgebracht, entweder über ionische, nicht-ionische oder chemische Bindungen.

Elementar hierfür ist die Entwicklung von neuen analytischen Methoden bei Gambro zur geeigneten Bewertung dieser Materialoptionen, welche teilweise einer engen Absprache und Assistenz mit den Verbundpartnern bedarf. Dabei handelt es sich neben instrumenteller Analytik vor allem auch um biologische Methoden zur Bewertung der gewünschten antithrombogenen Effekte. Die Firma HOT Screen etablierte, begleitend zu den Entwicklungen der Verbundpartner, komplexe Zellkulturmodelle zur Charakterisierung möglicher immuno-logischer Effekte, sprich Zellaktivierungen, dieser neuen Materialzusammensetzungen bzw. dieser neuen funktionalisierten Dialysemembranen.

Einige dieser erfolgsversprechenden Optionen werden nun in der verbleibenden Projektlaufzeit mit der Expertise und der Markterfahrung von Gambro weitergehend und ganzheitlich evaluiert.

 

 

Projektpartner

Gambro Dialysatoren GmbH
FKZ: 13XP5075A

HOT Screen GmbH
FKZ: 13XP5075B

Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.
FKZ: 13XP5075C

DWI – Leibniz-Institut für interaktive Materialien e.V.
FKZ: 13XP5075D

Factsheets und Publikationen