Dr. Daniela Duarte Campos: BlindZero

Hornhautschäden als Folge von Verletzungen, Infektionen oder erblichen Hornhautdefekten können Schmerzen, verschwommenes Sehen und schließlich Blindheit verursachen. Wenn Hornhautschäden und Sehstörungen nicht mit nicht-invasiven Behandlungen wie Augentropfen, Antibiotika und entzündungshemmenden Medikamenten korrigiert werden können, sind Hornhauttransplantationen die ultimative Behandlungsoption.

Trotz enormer Fortschritte bei chirurgischen Techniken in den letzten zehn Jahren gibt es immer noch viele Faktoren, die den langfristigen Erfolg der Hornhauttransplantation behindern. Das Tissue Engineering der Hornhaut kann viele Komplikationen der konventionellen Hornhauttransplantation umgehen und hat in den letzten Jahren zunehmend an Interesse gewonnen. Ziel dieses NanoMatFutur Projekts ist es, innovative Hydrogele zu untersuchen, um mittels 3D-Bioprinting Hornhäute direkt am Auge des Patienten herzustellen.

Im Gegensatz zu früheren Ansätzen weist das vorgeschlagene Konzept zur Regeneration von Hornhautdefekten folgende Vorteile und Innovationen auf: 1) Verwendung von humanbasierten Hydrogelen mit photovernetzbaren Eigenschaften damit das 3D-Bioprinting direkt am Operationstisch ermöglicht wird; 2) Verwendung von zellfreundlichem, nicht krebserregendem sichtbaren Licht anstelle von UV-Licht für die Polymerisation von Hydrogelen; 3) Ein nahtloses Verfahren, das die technischen Herausforderungen beim Nähen überwindet, sowie eine schnellere Heilung und Gewebe-Remodellierung nach der Operation weiter fördert.

 

Hoffnung für Patientinnen und Patienten

Dieses Projekt eröffnet einen neuen Weg der klinischen Behandlung, für den derzeit nur Allotransplantate verwendet werden. Die Zellen des Patienten (z.B. aus Knochenmarkzellen differenzierte stromale Keratozyten) werden mit den innovativen Hydrogelen gemischt und in den 3D-Drucker geladen. Nach Entfernung von geschädigtem Gewebe, druckt der Chirurg die Zell-Hydrogel-Mischung Schicht-für-Schicht am Auge des Patienten um eine neue Hornhaut herzustellen.

Bis 2015 wurden in Deutschland durchschnittlich 7.000 und weltweit 100.000 Hornhauttransplantationen pro Jahr durchgeführt. Der Markt wird für Hornhauttransplantationen allein in Deutschland bis 2030 auf über sechzig Millionen Euro pro Jahr und weltweit auf eine Milliarde Euro pro Jahr anwachsen. Neben den spektakulären Marktaussichten strebt dieses Projekt die Bewältigung einer wissenschaftlichen und klinischen Herausforderung an, die nie zuvor übertroffen wurde. Millionen von Patientinnen und Patienten leiden an sehkraftbedingten Krankheiten, und dieses Projekt kann ihnen möglicherweise etwas Hoffnung bringen.

Nachwuchsgruppenleiterin Dr. Daniela Duarte Campos

Frau Dr. Daniela Duarte Campos absolvierte zunächst ein Studium zur M.Sc. Biomedical Engineering an der Minho University, Portugal und zur M.Sc. Laboratory Animal Science an der RWTH Aachen. Sie promovierte mit Auszeichnung an der RWTH Aachen im Fach Biomaterialien. Während der Postdoc verbrachte sie einen halbjährigen Forschungsaufenthalt an der Stanford University, USA. Seit 2020 forscht sie an der RWTH Aachen zu Bioprinting und Tissue Engineering zur Erzeugung bioarchitektonischer 3D-Gewebemodelle.