Page 10 - ITM Jahresbericht 2020

Jahresbericht 2020

Simulationsgestützte Entwicklung biomimetischer, funktionaler und stabiler
Trommelfellimplantate (MyringoSeal)
Simulation-based development of biomimetic, functional, and stable tympanic
membrane implants (MyringoSeal)

L. Benecke , Z. Chen , I. Zeidler-Rentzsch , M. Bornitz , D. Aibibu , M. Neudert , Ch. Cherif 1
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1 ITM, TU Dresden
2 Ear Research Center Dresden (ERCD), Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde, Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus, TU Dresden
Abstract Einleitung und Zielstellung
Tympanic membrane (eardrum) perforations affect Der teilweise oder komplette Verlust des Gehörs
millions of people worldwide. Persistent loss of hear- durch Perforationen des Trommelfells (TF) kann
ing, dizziness, or tinnitus can be the consequences. vielfältige Ursachen haben, z. B. mechanische Trau-
Autologous tissues like fascia, perichondrium, or mata, Explosionen oder Entzündungen und führt zu
cartilage are used as standard materials in clini- einer erheblichen Beeinträchtigung der Lebensqua-
cal practice to repair these defects, today. Anyway, lität der betroffenen Patient:innen. Laut Zahlen der
neither these materials nor any approved synthet- WHO leiden allein 32 Millionen Menschen an einer
ic implant matches the complex acousto-mechani- chronischen Mittelohrentzündung und davon etwa
cal property profile of the native eardrum. The aim die Hälfte unter Folgeschäden am Trommelfell. Der
of this study is therefore to develop a flexible tech- aktuelle „Gold-Standard“ zur Behandlung von Trom-
nology to generate functional biomimetic eardrum melfelldefekten sind autologe (körpereigene) Materi-
implants. With these new implants a full recovery alien wie Muskelfaszie, Knorpel und Knorpelhaut [1].
and therefore an exceptional improvement in quali- Neben einer stark begrenzten Verfügbarkeit dieser
ty of life of the affected people is intended. Through Materialien und Risiken für die Patient:innen durch
targeted manipulation of the electric field during eine zusätzliche Operation, besitzen sie nicht die
the electrospinning process, oriented fiber mats notwendigen akusto-mechanischen Schwingungs-
mimicking the native tympanic membrane fiber eigenschaften für eine vollständige Wiederherstel-
morphology could be generated. With the help of lung des Hörvermögens. Bislang existieren auch kei-
a developed finite element model of the electro- ne synthetischen Materialien mit dem geforderten,
spun membranes, these possible fiber morphol- komplexen Eigenschaftsprofil. Zur Schließung die-
ogies were matched with the required properties ser Lücke und gezielten Überwindung der Nachteile
and functional membranes were designed. These der autologen Materialien war das Ziel dieses For-
membranes were electrospun and characterized in schungsprojekts die simulationsgestützte Entwick-
ex vivo transplants, showing an exceptional recov- lung einer flexiblen Technologie zur Umsetzung
ery of the native oscillation profile. biomimetischer langzeitresorbierbarer funktiona-
ler und stabiler Trommelfellimplantate und dabei
insbesondere von Ersatzmembranen für das Trom-

a b

Abb. 1: (a) µ-CT-Scan eines mensch-
lichen Trommelfells mit der typischen
3D-Trichterform; (b) Schematischer
Schichtaufbau des Trommelfells mit
radialen und umfangorientierten
Fasern / (a) µ-CT-scan of a human
tympanic membrane (eardrum) with typi-
cal conical 3D-shape; (b) Schematic layer
structure of the tympanic membrane with
radially and circumferentially oriented
fibers

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