Ein Hydrogel-Implantat gegen Endometriose
Forscher der ETH und der Empa haben ein Implantat aus Hydrogel entwickelt, das zur Vorbeugung von Endometriose eingesetzt werden kann. Gleichzeitig dient es als Verhütungsmittel.
ETH Zürich20.7.20242"
In Kürze
- Hydrogele sind Gele aus Kunststoff, die Wasser binden können.
- Forscher der ETH und der Empa haben ein Implantat aus Hydrogel entwickelt, das die Eileiter blockiert.
- Dies verhindert den Rückfluss von Menstruationsblut und kann dadurch das Risiko von Endometriose senken.
- Spermien können die Barriere ebenfalls nicht überwinden.
- Experimente haben gezeigt, dass das Implantat einfach einsetzbar ist und sich bei Bedarf mit UV-Licht oder einer speziellen Flüssigkeit abbauen lässt.
Vor rund vier Jahren stellte Inge Herrmann in ihrer Forschungsgruppe am Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik und an der Empa einen gynäkologischen Oberarzt ein. In der interdisziplinären Zusammenarbeit ging es zunächst darum, aus einem Hydrogel ein neues Verhütungsmittel für Frauen zu entwickeln. Erst im Gespräch zwischen dem Forschungsteam und dem Gynäkologen haben die Forscher herausgefunden, dass die Blockade der Eileiter durch ein Hydrogel auch Endometriose verhindern könnte.
Endometriose durch Blockade der Eileiter verhindern
Die Entstehung von Endometriose ist bis heute nicht vollständig geklärt. Man vermutet, dass während der Menstruation Blut durch die Eileiter zurück in die Bauchhöhle fliesst. Dieses Blut enthält Zellen der Gebärmutterschleimhaut, die sich in der Bauchhöhle ansiedeln und Entzündungen, Schmerzen und die Bildung von Narbengewebe verursachen können.
Die Forscher fanden heraus, wie ein Hydrogel-Implantat den Eileiter erfolgreich blockiert und damit auch den Rückfluss von Menstruationsblut verhindert. «Es muss ein gummibärchenartiges, sehr weiches Gel sein, das nur minimal mit dem Gewebe reagiert und nicht als Fremdkörper wahrgenommen und abgestossen wird», erklärt Alexandre Anthis, Erstautor der Studie.
Leicht einsetzbar, leicht abbaubar
Ein Vorteil von Hydrogelen ist, dass sie bei Kontakt mit Flüssigkeit aufquellen.
- So ist das entwickelte Implantat zunächst nur etwa zwei Millimeter lang, kann mit einem Hysteroskop eingesetzt werden und schwillt dann im Eileiter auf mehr als die doppelte Grösse an (Abbildung).
- Das Hydrogel wirkt dann wie eine Barriere und lässt weder Spermien noch Blut durch.
«Unser Hydrogel-Implantat lässt sich mit UV-Licht oder einer speziellen Flüssigkeit leicht abbauen, sodass es nicht operativ entfernt werden muss, sollte eine Patientin den Eingriff rückgängig machen wollen», führt Herrmann aus.
Das Hydrogel-Implantat schwillt auf rund das Doppelte seiner Grösse an, wenn es mit einer Flüssigkeit in Kontakt kommt (Pfeil 1, links) und lässt sich mit UV-Licht oder einer speziellen Lösung (Pfeil 2, rechts) schmerzfrei und unkompliziert auflösen. (Grafik: aus Anthis AHC et al., Advanced Materials, 2024)
Ex-vivo-Experimente an menschlichen Eileitern
Eine der grössten Herausforderungen sei es gewesen, die richtige Balance zwischen Stabilität und Abbaubarkeit zu finden, sagt Anthis. «Wir wollten sicherstellen, dass das Implantat kompatibel, aber stabil ist.»
- Dazu führten die Forscher zunächst 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 Fremdkörperreaktion gegeben.
Weitere Studien mit Frauen notwendig
Zusammen mit der ETH und Empa meldeten die Forscher ein Patent an. Bis zur Marktreife müssen noch weitere Abklärungen getroffen und Studien durchgeführt werden. Da es sich bei der Endometriose um eine menschliche Krankheit handelt, ist es nicht einfach herauszufinden, wie sich das Hydrogel-Implantat über längere Zeit im Eileiter verhält, gerade auch bei Aktivitäten wie Sport. Eine weitere Herausforderung wird sein, zu klären, ob Endometriose im Bauchraum allein durch die Blockade der Eileiter verhindert werden kann.PS
