Ex-vivo-Expansion perikardialer Patchstrukturen : zur Frage des Einflusses von zyklischem Stress und laminaren Strömungsbedingungen auf das Ex-vivo-Remodelling perikardialer Patchstrukturen

Aachen / Publikationsserver der RWTH Aachen University (2009, 2010) [Doktorarbeit]

Seite(n): 131 Bl. : Ill., graph. Darst.

Kurzfassung

HINTERGRUND: In der Kinderherzchirurgie hat sich das Perikard als vitales autogenes Gewebe mit Wachstumspotential zur Rekonstruktion angeborener Herzfehler bewährt. Allerdings konnte bisher das Problem der eingeschränkten Verfügbarkeit und Größe autogenen Perikards nicht gelöst werden. Der hier vorgestellte Ansatz geht von einer ex-vivo-Expansion perikardialen Gewebes mit Hilfe der Prinzipien des Tissue Engineerings auf der Grundlage einer Meshgraft-Technik aus. Basierend auf einer bereits durchgeführten Pilotstudie widmete sich diese Dissertation der Optimierung der Neogewebssynthese durch verschiedene Kultivierungsbedingungen und -Systeme. Ferner sollte das Migrations- und Proliferationsverhalten perikardialer Zellen in Kombination mit Fibrin-Gel-Matrices erforscht werden.METHODIK: Porcine Perikardbiopsien wurden nach erfolgter Inzision unidirektional gedehnt. Das so erzeugte Mesh wurde durch eine (Zell-) Fibringelmatrix aufgefüllt und das präparierte Biopsat in speziellen Bioreaktorsystemen unter Einfluss biophysikalischer Stimuli (zyklische Dehnung vs. laminare Strömung) kultiviert. Ferner wurde das Migrations- und Proliferationsverhaltens perikardialer Zellen mit Hilfe zellbesiedelter und zellfreier Fibringelscaffolds untersucht. Eine Auswertung erfolgte anhand histologischer und immunhistochemischer Färbungen. ERGEBNISSE: Die Kultivierung unter zyklischer Dehnung (f kleiner-gleich 10/min) bis zu 12 Tagen zeigte einen ungünstigen Verlauf, gekennzeichnet durch Scaffolddissektionen und Zelluntergang, wohingegen die dynamische Kultivierung unter laminaren Strömungsbedingungen einen positiven Verlauf hinsichtlich der Gewebeneogenese und des Remodellings der extrazellulären Matrix zeigte. Ferner konnte in dieser Dissertation erstmals aufgezeigt werden, dass Perikardzellen aktiv aus nativem Gewebe in Fibrin-Gel-Matrix migrierten, wodurch in dem angestrebten Konzept der ex-vivo-Expansion von Perikardgewebe vollständig auf eine Zellkultur verzichtet werden kann. Die hohe Anzahl migrierter Zellen führte zu einem fast vollständigen Umbau der Fibrin-Gel-Matrix durch typische extrazelluläre Matrixproteine, wie Kollagen I, Kollagen III und Elastin. ZUSAMMENFASSUNG: Native Perikardzellen stellen eine vielversprechende Ressource zur Generierung von Patchstrukturen für die rekonstruktive (Kinder-)Herzchirurgie dar. Die optimierten Kulturparameter konnten zu einer verbesserten Synthese des Neogewebes beitragen und führten so zu einer Steigerung der funktionellen und mechanischen Eigenschaften des expandierten Gewebes. Die noch ausstehenden tierexperimentellen Studien müssen jedoch noch die in-vivo-Funktionalität des neu synthetisierten Gewebes zeigen.

Autorinnen und Autoren

Autorinnen und Autoren

Hesse, Björn

Gutachterinnen und Gutachter

Schmitz-Rode, Thomas

Identifikationsnummern

  • URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-31606
  • REPORT NUMBER: RWTH-CONV-113883