Online-Marker der Gewebsentwicklung im kardiovaskulären Tissue Engineering : Evaluierung von sulfatierten Glykosaminoglykanen als Online-Marker der Extrazellularmatrix-Synthese im Kardiovaskulären Tissue Engineering

  • Non-destructive analysis of extracellular matrix development in cardiovascular tissue-engineered constructs : evaluation of sulphated glycosaminoglycans as marker of extracellular matrix development

Tümen, Michael; Jockenhövel, Stefan (Thesis advisor)

Aachen (2013)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013

Kurzfassung

Die Methode des Tissue Engineerings beschreibt einen interdisziplinären Ansatz zur Wiederherstellung erkrankter oder geschädigter Gewebe und Organe in ihrer Funktion bzw. deren vollständigen Ersatz auf der Basis autologer Zellkonstrukte. In dieser Dissertation werden zunächst die Grundlagen des Tissue Engineerings vermittelt und die biochemischen Eigenschaften wichtiger Komponenten der Extrazellularmatrix (EZM) und ihre Interaktionen betrachtet. Anschließend wird ein Verfahren evaluiert, mit dem der Reifungsprozess der EZM „online“ während der in vitro-Phase des Tissue Engineering-Prozesses anhand der Messung von sulfatierten Glykosaminoglykanen (sGAG) im Bioreaktormedium überwacht werden kann, ohne das entstehende Gewebe zu beschädigen. Die wesentlichen Erkenntnisse dieser Arbeit können wie folgt zusammengefasst werden: - Myofibroblasten aus humanen Nabelschnurarterien stellen eine geeignete Zellquelle zur Synthese von sGAG dar - der sGAG-Gehalt in mit Myofibroblasten kultivierten Fibringelen nimmt über einen Zeitraum von 24 Tagen stetig zu - in dem hier gewählten Modell der statischen Kultivierung ohne mechanischen Stimulus sind im das Fibringel umgebende Bioreaktormedium keine sGAG nachzuweisen - die mechanische Reißfestigkeit der Fibringele nimmt nach initialem Stabilitätsverlust durch den einsetzenden Fibrinolyse-Prozess über den Kultivierungszeitraum ab dem 6. Tag durch Produktion von stabilitätsgebenden EZM-Komponenten zu - der Blyscan® Assay ist prinzipiell ein geeignetes Verfahren zum Nachweis von sGAG in Fibringelen und Zellkultur-bzw. Bioreaktormedien, bietet aber entscheidende Nachteile aufgrund seines Detektionslimits und der mangelnden Trennschärfe bei der Identifizierung der sGAG-Untergruppen Diese Arbeit ist ein Teil des Projekts „Online-Marker der Gewebsentwicklung im Kardiovaskulären Tissue Engineering“ und ist unseres Wissens nach der erste Versuch, den Reifungsprozess eines „tissue engineerten“ Gewebes anhand der Messung von „Online-Markern“ im Bioreaktormedium nachzuvollziehen.

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