Mit einem revolutionären Projekt für schnellere und bessere Wundheilungsprozesse im Weltraum als auch auf der Erde ist es dem Forschungsteam „StellarHeal“ – bestehend aus dem ILK Dresden, dem Fraunhofer ISC und der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) – gelungen unter die Top 3 der insgesamt 167 internationalen Bewerbungen zu gelangen.

Die „INNOspace Masters Competition 2024“ ist  der internationale Innovationswettbewerb der Deutschen Raumfahrt-Agentur im DLR in Kooperation mit ESA, Airbus, Mercedes-Benz und OHB. Er wurde 2015 ins Leben gerufen und steht Unternehmen jeder Größe, Start-ups, Forschungseinrichtungen und Universitäten sowie Einzelpersonen aus der ganzen Welt offen. Das übergeordnete Thema für die Wettbewerbsrunde 2024 lautet: Space up your Life - Innovationen für eine intelligentere Erde und einen intelligenteren Weltraum.

Das Projekt „StellarHeal“ befasst sich mit der Entwicklung eines kryokonservierbaren zellhaltigen Wundverschlussgels für die Traumabehandlung in der Raumfahrt und chronische Krankheiten auf der Erde. Koordiniert wird das Forschungsteam von Dr. Dieter Groneberg vom Translationszentrum für regenerative Therapien am Fraunhofer ISC. Gemeinsam mit dem ILK Dresden und der MHH wurde die am 2. Mai die erste Bewerbung eingereicht. Diese kam in einem Peer Review-Verfahren sofort unter die acht besten Anträge (Top 8). Am 26. Juni wurde der Antrag in einem Online-Pitch vor einer wissenschaftlichen Jury der DLR verteidigt und schaffte es in die Runde der Top 3. Alle Top 3 – Projekte erhalten eine DLR-Projektförderung. Wer der Finalist ist, wird am 9. Oktober in Berlin bekanntgegeben. Dafür musste das Projekt am 10. Juli nochmals vor einer Jury in Bonn von Dr. Groneberg verteidigt werden. Wir drücken dem gesamten Team unsere Daumen und sind auf den 9. Oktober gespannt!

StellarHeal – Wundheilung im Weltraum: Herausforderung und Innovation

Die Heilung einer Fleischwunde unter Weltraumbedingungen gestaltet sich sehr schwierig. Sie wird unter anderem durch Strahlung und Mikrogravitation gestört. Strahlung schädigt die DNA, hemmt die Zellteilung und unterdrückt die Immunaktivität. Mikrogravitation verzögert Zellbewegung und –wachstum und schwächt damit zusätzlich die Immunfunktion. Das Ergebnis ist ein sehr langwieriger Gesamtheilungsprozess.

• Mit dem neuen Forschungsprojekt soll der Wundheilungsprozess massiv beschleunigt werden und das Gewebe funktional gesunden. Die Idee ist, ein hämostatisches Fasergerüst zu nutzen, das den Defekt schnell füllen kann, die Blutung umgehend stoppt, ein wundheilendes Umfeld schafft und vor allem das sich nach der Wundheilung wieder biologisch abbaut.

Dafür soll ein kryokonservierbares Zellträgergel, das durch das LifeScience Team des ILK Dresden entwickelt wird, zum Einsatz kommen. Seine Vorteile:

• Es hält Zellen für viele Jahre am Leben.
• Es liefert Zellen und hält sie an Ort und Stelle.
• Es bietet einen vorübergehenden Wundverschluss.
• Es liefert Nährstoffe für sofortige Zellaktivität.

Mit dem Gel werden sogenannte aufgabenoptimierte Zellen platziert. Sie gewährleisten den sofortigen Gewebeumbau und die aktive Unterdrückung von Fibrose und Infektionen.

Vorteile für die Raumfahrt…

1. Geringere Ausfallzeit - Astronauten können schneller zu ihren Aufgaben zurückkehren.
2. Geringeres Infektionsrisiko - Schnellere Heilung verringert die Wahrscheinlichkeit von Infektionen.
3. Ressourceneffizienz- Weniger medizinisches Material wird für die erweiterte Versorgung benötigt.

…und für Anwendungen auf der Erde

Doch nicht nur im Weltall, sondern auch auf der Erde gibt es zahlreiche Beispiele, wo die Platzierung eines solchen Wundheilungsgels von großer Nachfrage sein könnte, wie beispielsweise bei diabetischen Beingeschwüren, Dekubitus (Wundliegen durch anhaltenden Druck auf eine Körperstelle) oder Ulcus cruris (sogenanntes „offenes Bein“). Von derartigen chronischen Wunden sind allein in Deutschland über 4 Millionen Menschen betroffen. Die jährlichen Kosten belaufen sich auf ca. 8 Mrd. Euro. 40 Prozent der Kosten werden für Wundversorgungsmaterialien (z.B. Verbände, Pflaster) aufgewendet. Weltweit wird geschätzt, dass die Kosten bis 2030 auf 29,57 Mrd. USD steigen werden.

Einzigartiges ILK Dresden-Knowhow ermöglicht breite und flexible Anwendung von „StellarHeal“ im medizinischen Bereich

Ein großes Problem bei der Entwicklung und Anwendung des zellhaltigen Wundverschlussgels ist die Konservierung und der Transport des Medikaments. In der gängigen Praxis erfolgen Züchtung und Applikation von Gewebemodellen meist unter einem Dach und die Anwendung ist auf wenige Orte beschränkt. Um jedoch ortsunabhängig und flexibel die große Nachfrage bedienen zu können, ist die Kryokonservierbarkeit des Gewebemodells bzw. Therapeutikums notwendig. Diese Entwicklung ist dem LifeScience-Team des ILK Dresden zu verdanken. So entwickelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das weltweit erste System, das mit gewebetypischer Komplexität kryokonservierbar ist.

Die Entwicklung des ILK Dresden sichert 100% Zellüberlebensrate sowie die Anwendung von zellkompatiblen Kryoprotektiva, die nicht wieder entfernt werden müssen und deshalb einfacher anwendbar sind. Außerdem können sie mit einer Nährstoffreserve für 48 bis 72 Stunden überleben. Seit 2016 wird das einzigartige Knowhow für kosteneffizientes, transport- und lagerfähiges 3D-Zellkultursystem (3D-ZKS)“ ausgebaut und mit Partnern, wie jetzt dem Fraunhofer ISC und der Medizinischen Hochschule Hannover, für neue Anwendungen weiterentwickelt.

Weiterführende Links:

https://www.ilkdresden.de/leistungen/new-kryokompetenzzentrum-life-science/biomaterialentwicklung/bedarfsgerechte-3d-struktur

https://www.ilkdresden.de/leistungen/new-kryokompetenzzentrum-life-science/lagerung-kryobanking

Hintergrundwissen zur LifeScience-Forschung am ILK Dresden

In unserem Kryokompetenzzentrum für Lebenswissenschaften sind mehr als 35 Jahre medizinische, biologische, pharmazeutische und technische Fachkompetenz gebündelt. Durch unsere interdisziplinäre Arbeit mit der angewandten Kryo- und Kältetechnik können wir Hardwareentwicklungen auf den Gebieten Cooling/ Freezing und medizinische Kälteapplikation - von der ersten Skizze bis zum Prototypenbau – durchführen und stehen der regenerativen Medizin, Kryomedizin sowie der Zell- und Gewebekryokonservierung und des Kryobanking als kompetenter Entwicklungspartner zur Seite. 

https://www.ilkdresden.de/leistungen/new-kryokompetenzzentrum-life-science