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Fragestellung: Im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojekts war ein mikrosytemtechnisch hergestelltes Konnektorelement entwickelt und an Ratten positiv evaluiert worden, mit dem durchtrenntes Rückenmark mechanisch adaptiert werden kann. Neben der Adaptation der Rückenmarkstümpfe besteht die Möglichkeit, Substanzen durch über das Mikrosystem in den Verletzungsbereich zu applizieren. In einer Folgestudie wurden mögliche Kombinationsbehandlungen untersucht.

Methodik: Als Modell diente die Totaltranssektion der Ratte mit den Gruppen Transsektion (TX), TX mit mMS sowie TX mit mMS mit Zusatzbehandlung. Als Zusatzbehandlung wurde der Eisenchelator DFO per Minipumpe über das mMS (2 Wochen mit 5 Tieren pro Gruppe + 16 Wochen mit 15 Tieren pro Gruppe), Chondroitinase ABC über das mMS (zwei 5-Wochen-Studien mit 20 Tieren für Vergleich Minipumpe vs. einmalige Injektionen neben mMS, bzw. 25 Tiere für Vergleich mMS allein versus einmalige Injektionen neben mMS versus einmalige Injektion ins mMS) sowie Nabelschnur-Stammzellen (USSC, neben der Läsion, 3-Wochen + 16 Wochen mit 16 Tieren pro Gruppe, 4 Gruppen: TX, mMS, USSC, mMS+USSC) gewählt. Eine Kombination mit Physiotherapie (Laufbandtraining) wurde an wenigen Tieren getestet, wobei diese sehr aufwändig war. Die Auswertung erfolgte mit dem modifizierten Offenfeld-Lokomotionstest nach Basso, Beattie und Bresnahan (mBBB, modifiziert für komplette Transsektion) sowie histologisch und immunhistochemisch. Darüber hinaus wurde ein praekliniosches Modell am Minischwein entwickelt und in einer ersten Operation mit einem an die Größe des Minischweins angepassten System erprobt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Kombination mit dem Eisenchelator zeigte eine verstärkte Angiogenese im Läsionsbereich und geringe Verbesserungen der Lokomotion. Die Kombination mit Chondroitinase ABC zeigte eine Degradation der Narbe, jedoch keine Verbesserung der Lokomotion, das mMS allein zeigte ein besseres regeneratives Axonwachstum. Die Kombination des mMS mit Stammzellen bewirkte ein ausgeprägtes Axonwachstum und in der Quantifizierung des Zystenareals eine deutliche Verminderung (p<0,05). Die Lokomotionstests zeigten für mMS + Stammzellen einen Anstieg von im Mittel auf 9 im mBBB, gegenüber 3 im mBBB bei der Kontrollgruppe (Kruskal Wallis Test, p<0,05). Für die Kombination mit Physiotherapie waren tendenziell Verbesserungen zu verzeichnen. Die technischen, organisatorischen und insbesondere pflegerischen Aspekte des Modells des rückenmarksverletzten Minischweins erwiesen sich als gut lösbar.

Die Kombination eines mechanischen Verbindungselements mit Medikamenten, Stammzellen und Physiotherapie stellt ein möglicherweise Erfolg versprechendes Konzept für die axonale Regeneration bei Querschnittlähmung dar. Die besten Ergebnisse wurden mit der mMS-USSC-Kombination erzielt. Vielversprechend scheint der zusätzliche Einsatz des rehabilitativen Trainings. Das Minischwein ist geeignet, die Ergebnisse der Rattenversuche an einem dem Menschen näheren Modell zu überprüfen.