Bandscheibenforschung in simulierter Schwerelosigkeit

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Bandscheiben sind durch ihre geringe Heilungsfähigkeit besonders anfällig für Verletzungen und Abnutzung. Unsere Forschung untersucht deren Ursache sowie die molekularen Grundlagen der Heilung.

Eine stetige Überalterung der Gesellschaft führt vermehrt zu altersbedingten Pathologien im Bereich der Bandscheiben. Dies verursacht enormene Gesundheitskosten und wirtschaftliche Ausfälle durch Rückenleiden.

Nicht nur auf der Erde ist dies ein Problem, sondern auch bei Astronauten im Weltall. Dort werden nämlich die Bandscheiben aufgrund der vorherschenen Schwerlosigkeit nicht genug belastet, was zu beschleunigten Schädigungen führt.

Aufgrund der geringen Verfügbarkeit an menschlichem Material für die Forschung werden alternative Systeme gesucht, welche in der Lage sind die in-vivo Situation bestmöglich zu simulieren. Wir verwenden Bandscheiben, die wir aus Kuhschwänzen – vom lokalen Schlachthof – isolieren. Der Vorteil dieses Models ist die gute Verfügbarkeit und die einfache Handhabung. Sobald wir fundierte Ergebnisse mit diesem Modell erzielt haben, planen wir, das Ganze auch an menschlichem Material zu testen.

Die Kultivierung und Belastung der Bandscheiben geschieht in einem von uns – in Zusammenarbeit mit anderen Instituten der HSLU, T&A – speziell dafür entwickelten Bioreaktor. Dieser Bioreaktor wurde insbesondere für den Gebrauch auf unserer RPM konzipiert. Mit simulierter Schwerelosigkeit schaffen wir ein Entlastungsmodell ähnlich den Bedingungen im Weltall, von denen wir wissen, dass sie zu beschleunigter Bandscheibendegeneration führen.

Unsere Forschung zielt auf die Entwicklung und Charakterisierung eines synergetischen Modells, bestehend aus einem physiologischen Belastungsmodell sowie simulierter Schwerelosigkeit. Solch ein orthopädisches Modell zur Simulation von Bandscheibenverschleiss und -verletzungen durch Über- und Fehlbelastung erlaubt umfangreiche wissenschaftliche Untersuchungen der Degradationsprozesse sowie deren Prävention durch die Etablierung kurativer mechanischer Belastungsmuster.

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