Ziel der Entwicklung
Ziel des Projektes war die Entwicklung eines trockenen Hautpulvers, das als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Kollagensuspensionen zur Weiterverarbeitung als Medizinprodukt geeignet ist. Die Kollagensuspensionen sollten zu Wundauflagen, Zellträgern für das Tissue Engineering bis hin zu Biotinten für das 3D-Drucken mit lebenden Zellen weiterverarbeitet werden können. Das Hautpulver sollte aus unlöslichen Fasern aufbereiteter, getrockneter und gemahlener Haut porcinen und equinen Ursprungs bestehen. Entscheidender Vorteil gegenüber den bisher üblichen Suspensionen aus nassem Hautpulver sollte die erheblich verbesserte Lagerstabilität des Produktes sein.
Vorteile und Lösungen
Im bearbeiteten Projekt wurden Schweinehäute und Pferdehäute chemisch aufbereitet und charakterisiert. Bei der Aufbereitung der Schweinehäute konnten die Vorgaben erfüllt werden, dezellularisiertes und mikrobiologisch abgereichertes Material herzustellen. Bei den Pferdehäuten muss die Technologie noch weiter optimiert werden, um diese Vorgaben zu erreichen. Durch Behandlung der Blößen mit Gummi Arabicum konnte die Rehydratisierbarkeit und die Quellbarkeit von Hautpulver verbessert werden. Hautpulver aus gefriergetrockneten Blößen lassen sich besser rehydratisieren als Hautpulver aus luftgetrockneten Blößen. Rehydratisierte Schweinehautpulver sind besser verarbeitbar als rehydratisierte Pferdehautpulver. Nach Rehydratisierung und Quellung in verdünnten Säuren können mit einem geeigneten Dispergierwerkzeug Suspensionen hergestellt werden, die homogen sind und die Herstellung transparenter Folien erlauben. Die Eigenschaften der hergestellten Folien, Scaffolds und Fäden sind nicht schlechter als die von Produkten aus Suspensionen nass zerkleinerter Blößen. Die Viskositäten der Suspensionen aus getrocknetem Hautpulver sind vorteilhafterweise bei gleichem Feststoffgehalt niedriger als die von Suspensionen aus nass zerkleinerten Blößen. Die Suspensionen lassen sich sehr gut in einem 3D-Biplotter plotten. Schweinehautpulver lässt sich besser zu Suspensionen verarbeiten als Pferdehautpulver. Nach y-Sterilisation ist die Quellbarkeit der Hautpulver und die Viskosität daraus hergestellter Suspensionen reduziert. Die Zielstellung hinsichtlich der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Hautpulver und der daraus hergestellten Suspensionen wurde erreicht. Die Produkte aus Hautpulver sind nicht zytotoxisch und gewährleisten eine ausreichende Adhäsion von Zellen. Das Hautpulver ist für medizinische Anwendungen vorgesehen. Primär soll dieses Hautpulver als trockenes, lagerstabiles Ausgangsprodukt für die Herstellung von Kollagensuspensionen dienen. Aus solchen Kollagensuspensionen kann eine Vielzahl von Produkten hergestellt werden:
Vliese beziehungsweise Schwämme als Wundauflagen
Zellgerüstträger für das Tissue Engineering
Folien als Zellwachstumsunterlage für in vitro Zellversuche
Biotinten für Bioplotter
Grundmassen für Extrusion von zum Beispiel Kollagenfäden
Ein spezielles Produktmerkmal der Hautpulver ist zum einen die Zusammensetzung aus unlöslichen Kollagenfasern, die die native molekulare und übermolekulare Struktur der Haut beibehält. Ein anderes Merkmal ist die Herkunft aus porcinem oder equinem tierischen Material.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Zielmärkte sind vielfältig. Hauptsächlich angestrebt sind die Bereiche der Wundauflagen, des Tissue Engineerings, der Zellkultur, der regenerativen Medizin der Forschung und der analytischen Chemie. Die Produktion künstlicher Gewebe erfolgt teilweise vom Pharma- oder Medizintechnikunternehmen selbst oder wird in speziellen Tissue Engineering-Unternehmen realisiert. Diese Unternehmen repräsentieren demnach einen der Hauptabnehmer des Hautpulvers als Rohstoff für die eigenen Produkte. Die Unternehmen sind meist jung, klein sowie wissenschafts- und technologieorientiert. Die wichtigsten Anwendungsgebiete für die Verwendung gezüchteter Gewebe sind dabei:
Testung von Kosmetika
Screening von Medikamenten
Personalisierte Medizin (Beladung von Kollagengerüsten mit körpereigenen Zellen, z. B. MACI® = autologous cultured chondrocytes on porcine collagen membrane)
Regenerative Medizin
Zellbasierte Biosensoren
Ästhetik
Gleichzeitig eröffnet das Hautpulver auch den Herstellern von Geräten der additiven Fertigung im Bereich der Medizintechnik neue Möglichkeiten. Das Hautpulver kann vor allem auch dort zum Einsatz kommen, wo eine Aufarbeitung von frischen Häuten nicht möglich ist.
