Vascular Composite Graft : Entwicklung einer kleinlumigen Gefäßprothese auf der Basis einer Fibringelmatrix ; Optimierung von Gussverfahren, Bioreaktor und Kulturbedingungen

• Vascular composite graft : development of a fibrin hydrogel based small caliber vessel graft ; optimizing moulding, bioreactor and culture conditions

Cornelissen, Anne; Jockenhövel, Stefan (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2011, 2012)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2011

Kurzfassung

Die Arteriosklerose bleibt trotz großer Fortschritte der Medizin die häufigste Todesursache in der westlichen Welt. Ein prothetischer Ersatz der erkrankten Gefäße ist zwar grundsätzlich möglich, doch hängt der dauerhafte Erfolg des Gefäßersatzes wesentlich vom verwendeten Prothesenmaterial ab. Dabei zeigen körpereigene Gefäße deutlich bessere Offenheitsraten als synthetische Gefäßprothesen; ihr Einsatz ist allerdings häufig durch ihre eingeschränkte Verfügbarkeit begrenzt. Das kardiovaskuläre Tissue Engineerung bietet die Möglichkeit der Herstellung kleinlumiger Gefäßprothesen unter Verwendung autologer Materialien. Unter der Zielsetzung einer zeitnahen und bedarfsgerechten Verfügbarkeit der Gefäßprothesen trotz minimalen Einsatzes von Fremdmaterialien wurde von Jockenhövel et al. das Vascular Composite Graft konzipiert. Es handelt sich um eine kleinlumige Gefäßprothese auf Fibringelbasis, unterstützt durch eine Textilstruktur aus PVDF. Ziel der vorliegenden Dissertation ist die Optimierung des von Röhl beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Vascular Composite Grafts. Das in dieser Arbeit vorgestellte Gussverfahren der Gefäßprothese ermöglicht die einheitliche Polymerisation des Fibrins in der Gussform und bietet durch besonders gleichmäßige Zellbesiedlung der Textilstruktur optimale Voraussetzungen für ihre vollständige Integration in die Gefäßwand. Die Möglichkeit der Einbringung der Gussform als Flusskammer in den Bioreaktor, sowie das Zusammenführen der vormals getrennten Kreisläufe zur mechanischen Konditionierung des Gewebes und zum Abtransport von Stoffwechselprodukten sind wesentliche Verbesserungen des im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Bioreaktorsystems. Als wichtige Voraussetzung für eine Serienproduktion können zudem mehrere Gefäßprothesen parallel in einem Bioreaktor kultiviert werden. Überdies wird die Kultivierung der Vascular Composite Grafts unter standardisierten Bedingungen ermöglicht. Die Untersuchung geeigneter Kulturbedingungen für das Vascular Composite Graft ergab eine Flussrate von 100 ml/min, sowie ein sukzessive ansteigendes Druckniveau bis auf einen Mitteldruck von 100 mmHg als ideale Parameter zur mechanischen Konditionierung. Diese Ergebnisse unterstreichen insbesondere die Relevanz einer Adaptation der mechanischen Belastungen eines Gewebes an seinen Entwicklungsstand, sodass in Zukunft auch ansteigende Flussraten hinsichtlich der Gewebeentwicklung untersucht werden sollten.

Einrichtungen

• [811001-1]