Verringerung von Nebenwirkungen bei der Dialyse

Durch die Verabreichung von entzündungshemmenden Enzymen kann die Sterblichkeit von Dialysepatienten reduziert werden. Anstelle der intravenösen Gabe wird eine biologisch inspirierte Klebstofflösung zur Beschichtung von blutkontaktierenden Oberflächen mit geeigneten Enzymen angestrebt, um notwendige Wirkstoffmengen und somit Nebenwirkungen zu verringern.

Ausgangslage

Weltweit erkranken mehr als drei Millionen Menschen pro Jahr an schwerem akuten Nierenversagen. Als Therapie wird Dialyse eingesetzt, bis die Niere wieder funktioniert oder ersetzt werden kann.

Ein vielversprechender Ansatz zur Prävention und Therapie von Nierenversagen ist die intravenöse Gabe von entzündungshemmenden Enzymen, die auf natürliche Weise im Körper vorkommen. Da Enzyme vom Körper schnell abgebaut werden, müssen hohe Infusionsdosen gewählt werden. Dies ist kostenintensiv und kann zu unerwünschten Nebenwirkungen führen, da Organe und Gewebe dem Enzym dauerhaft ausgesetzt sind.

Lösungsansatz

Der neuartige und innovative Ansatz besteht darin, das Enzym auf einer dem Blut zugänglichen Oberfläche zu fixieren. Dadurch, dass das Enzym nicht mehr frei im Körper verfügbar ist, wird der Abbau gehindert und eine geringere Wirkstoffmenge benötigt. Gewebe und Organe werden dem Enzym nun weniger ausgesetzt und Nebenwirkungen können verringert werden.

Im Rahmen des Projektes werden vom DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V. zunächst Grundlagen für die Fixierung auf Oberflächen erforscht. Hierzu sollen zwei biologisch inspirierte Klebstofflösungen verwendet werden: (1) Das Prinzip des Unterwasserklebstoffes von Sandburgwürmern und (2) das Nachahmen von Muschel-Klebstoffen.

Am Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik (CVT) der RWTH Aachen University werden die Enzyme mit Hilfe dieser Klebstofflösungen auf Dialysatoren fixiert.

Gleichzeitig wird der Aufbau der Dialysatoren erforscht: Verschiedene, von der Natur inspirierte, strömungsoptimierte Strukturen werden variiert und Einflüsse auf die Durchströmung untersucht. Mittels 3D-Druckverfahren werden diese neuen Strukturen hergestellt und die Enzyme mit Hilfe der erforschten Klebstofflösungen beschichtet. Abschließend werden die verschiedenen Dialysatoren hinsichtlich ihrer Durchströmung mit Blut und der Einfluss der Sterilisation auf die Beschichtung untersucht.