Eine stetige Überalterung der Gesellschaft führt vermehrt zu altersbedingten Pathologien im Bereich der Bandscheiben. Dies verursacht hohe Gesundheitskosten und wirtschaftliche Ausfälle durch Rückenleiden.
Nicht nur auf der Erde ist dies ein Problem, sondern auch bei Astronautinnen und Astronauten im Weltall. Dort werden deren Bandscheiben aufgrund der vorherrschenden Schwerelosigkeit nicht genug belastet, was zu beschleunigten Schädigungen führt.
Aufgrund der geringen Verfügbarkeit an menschlichem Material für die Forschung werden alternative Systeme gesucht, die die In-vivo-Situation bestmöglich simulieren können. Das Kompetenzzentrum verwendet Bandscheiben, die aus Kuhschwänzen isoliert werden. Der Vorteil dieses Modells ist die gute Verfügbarkeit und die einfache Handhabung. Sobald fundierte Ergebnisse vorliegen, plant das Forschungszentrum des Kompetenzzentrums, diese Erkenntnisse auch an menschlichem Material anzuwenden.
Die Kultivierung und Belastung der Bandscheiben geschieht in einem vom Kompetenzzentrum – in Zusammenarbeit mit anderen Instituten der Hochschule Luzern – Technik & Architektur – speziell dafür entwickelten Bioreaktor. Dieser Bioreaktor wurde insbesondere für den Gebrauch auf unserer Random Positioning Machine (RPM) konzipiert. Mit simulierter Schwerelosigkeit erzielen die Forscherinnen und Forscher des Kompetenzzentrums Bioscience and Medical Enginieering ein Entlastungsmodell ähnlich den Bedingungen im Weltall, von denen bekannt ist, dass sie zu beschleunigter Bandscheibendegeneration führen.
Die Forschung des Kompetenzzentrums zielt auf die Entwicklung und Charakterisierung eines synergetischen Modells ab, bestehend aus einem physiologischen Belastungsmodell sowie simulierter Schwerelosigkeit. Solch ein orthopädisches Modell zur Simulation von Bandscheibenverschleiss und -verletzungen durch Über- und Fehlbelastung erlaubt umfangreiche wissenschaftliche Untersuchungen der Degradationsprozesse sowie deren Prävention durch die Etablierung kurativer mechanischer Belastungsmuster.
