Entwicklung eines intrapulmonalen Sprühverfahrens für die Zelltherapie

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Zelltherapie ist ein Forschungsfeld der regenerativen Medizin, welches aktuell an großer Bedeutung gewinnt. Durch die Applikation von gesunden Zellen kann die Funktion beschädigter Organe oder Gewebe wiederhergestellt, unterstützt oder ersetzt werden. Bislang werden die Zellen meist intravenös injiziert und gelangen über die Blutbahn zum erkrankten Organ. Bei diesem Verfahren sammeln sich die Zellen aber auch in anderen Organen, die Effizienz ist entsprechend gering.

In diesem Projekt soll daher ein Sprühverfahren für die Lungenzelltherapie (unter anderem für die Behandlung von ARDS) entwickelt werden, das ein Aufbringen von Stammzellen direkt in der Lunge ermöglicht. Vorarbeiten der Antragsteller zeigen bereits die grundsätzliche Machbarkeit der endoskopischen Sprühapplikation von Zellen mithilfe von koaxialen Zerstäubern. Um für die Zelltherapie wirksam zu sein, müssen die Zellen den Applikationsvorgang ohne tiefgreifende Schädigungen überstehen und gleichzeitig eine möglichst hohe Eindringtiefe in der Lunge aufweisen. Hier spielt die Düsengeometrie und ‑konfiguration eine wichtige Rolle, da sie eine mögliche Zellschädigung genauso beeinflusst wie die Tropfengröße und ‑geschwindigkeit. Ein eigens angefertigtes Lungenmodell soll als Versuchsobjekt dienen, um neue Düsenkonfigurationen zu testen. Das Ziel besteht darin, das beste Trade-Off zwischen Eindringtiefe der Zellen in die Lunge und Zellüberlebensrate zu erreichen. Die neu entwickelte Düse soll mit einem handelsüblichen Bronchoskop verwendbar sein, sodass die Zellen unter Sicht gezielt appliziert werden können. Neben der iterativen Entwicklung einer neuen Düse soll eine ARDS-Erkrankung am Modell simuliert werden und die Effizienz der Zelltherapie mit der neu entwickelten Düse erprobt werden.