Ein Hydrogel-Implantat gegen Endometriose

Hydrogele werden vielf?ltig eingesetzt: in Kontaktlinsen, zur Freisetzung von Medikamenten im K?rper, in Feuchtigkeitscremes, als Wasserspeicher im Boden, zur Reinigung von verschmutztem Wasser oder als Gelier- und Verdickungsmittel. Ein Hydrogel ist ein Gel aus einem Kunststoff, das Wasser binden kann. Forschende haben nun erstmals ein Hydrogel-Implantat entwickelt, das in die Eileiter von Frauen eingesetzt werden kann und zwei Funktionen erf¨¹llt: Einerseits wirkt das Implantat als Verh¨¹tungsmittel, andererseits kann es die Entstehung und Ausbreitung von Endometriose verhindern.

Vor rund vier Jahren stellte Inge Herrmann in ihrer Forschungsgruppe am Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik und an der Empa einen gyn?kologischen Oberarzt ein, der sehr an klinisch-orientierter Forschung interessiert war. F¨¹r das Team war diese interdisziplin?re Zusammenarbeit ein Experiment. Zun?chst ging es darum, aus einem Hydrogel ein neues Verh¨¹tungsmittel f¨¹r Frauen zu entwickeln. Erst im Gespr?ch zwischen dem Forschungsteam und dem Gyn?kologen haben die Forschenden herausgefunden, dass die Blockade der Eileiter durch ein Hydrogel auch Endometriose verhindern k?nnte.

Endometriose durch Blockade der Eileiter verhindern

Etwa zehn Prozent aller Frauen leiden an Endometriose. Die Entstehung der Krankheit ist bis heute nicht vollst?ndig gekl?rt. Man vermutet, dass w?hrend der Menstruation Blut durch die Eileiter zur¨¹ck in die Bauchh?hle fliesst. Dieses Blut enth?lt Zellen der Geb?rmutterschleimhaut, die sich in der Bauchh?hle ansiedeln und Entz¨¹ndungen, Schmerzen und die Bildung von Narbengewebe verursachen k?nnen.

Die Forschenden fanden heraus, wie ein Hydrogel-Implantat den Eileiter erfolgreich blockiert und damit auch den R¨¹ckfluss von Menstruationsblut verhindert. Ihre Erkenntnisse beschreiben sie in einer externe Seite Studie, die k¨¹rzlich in der Fachzeitschrift Advanced Materials publiziert wurde. ?Wir fanden heraus, dass das Implantat ein gummib?rchenartiges, sehr weiches Gel sein muss, das nur minimal mit dem Gewebe reagiert und nicht als Fremdk?rper wahrgenommen und abgestossen wird?, erkl?rt Alexandre Anthis, Erstautor der Studie.

Ein Vorteil von Hydrogelen ist, dass sie bei Kontakt mit Fl¨¹ssigkeit aufquellen. So ist das entwickelte Implantat zun?chst nur etwa zwei Millimeter lang, kann mit einem Hysteroskop, einem Instrument zur Geb?rmutterspiegelung, ohne Operation eingesetzt werden und schwillt dann im Eileiter auf mehr als die doppelte Gr?sse an. Das Hydrogel wirkt dann wie eine Barriere und l?sst weder Spermien noch Blut durch. ?Unser Hydrogel-Implantat l?sst sich mit UV-Licht oder einer speziellen Fl¨¹ssigkeit leicht abbauen, sodass es nicht operativ entfernt werden muss, sollte eine Patientin den Eingriff r¨¹ckg?ngig machen wollen?, f¨¹hrt Herrmann aus.

Innovation durch interdisziplin?re Zusammenarbeit

Eine der gr?ssten Herausforderungen sei es gewesen, die richtige Balance zwischen Stabilit?t und Abbaubarkeit zu finden, sagt Anthis. ?Wir wollten sicherstellen, dass das Implantat kompatibel, aber stabil ist.? Dazu f¨¹hrten die Forschenden zun?chst Ex-vivo-Experimente an menschlichen Eileitern durch, die beispielsweise wegen eines Eierstockkrebses entfernt worden waren. In einem zweiten Schritt wurde das Implantat einem Schwein eingesetzt. Nach drei Wochen war das Hydrogel-Implantat noch an Ort und Stelle, und es hatte keine Fremdk?rperreaktion gegeben.

Zusammen mit der ETH und Empa meldeten die Forschenden ein Patent an. Bis zur Marktreife m¨¹ssen noch weitere Abkl?rungen getroffen und Studien gemacht werden. Das Team sucht nach Kooperationspartnern in der Industrie und im Hochschulbereich, um die Technologie denjenigen zug?nglich zu machen, die sie am dringendsten ben?tigen. Da es sich bei der Endometriose um eine menschliche Krankheit handelt, ist es nicht einfach herauszufinden, wie sich das Hydrogel-Implantat ¨¹ber l?ngere Zeit im Eileiter verh?lt, gerade auch bei Aktivit?ten wie Sport. Eine weitere Herausforderung wird sein, zu kl?ren, ob Endometriose im Bauchraum allein durch die Blockade der Eileiter verhindert werden kann. Hierzu wollen die Forschenden klinische Datens?tze von Endometriose-Patientinnen analysieren.

?An der Schnittstelle zwischen Materialwissenschaften, Verfahrenstechnik und Gyn?kologie wird bisher sehr selten geforscht. Dabei ist dieses Forschungsgebiet enorm wichtig. Wenn wir mit unserer Arbeit einen Beitrag leisten k?nnen, ist das ein wichtiger Schritt,? sagt Herrmann, welche vor Kurzem das Ingenuity Lab an der Universit?tsklinik Balgrist er?ffnet hat, um Materialinnovationen in die Klinik zu bringen.