Sprühapplikation von respiratorischen Epithelzellen für das Tissue Engineering

• Spray application of respiratory epithelial cells for tissue engineering approaches

Thiebes, Anja Lena; Jockenhövel, Stefan (Thesis advisor); Dreher, Michael (Thesis advisor)

Aachen (2016)
Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2016, Kumulative Dissertation

Kurzfassung

In der vorliegenden Dissertation wird die Anwendung des Zellsprühens mit respiratorischem Epithel untersucht. In der ersten Studie (Thiebes et al., 2015) wird die grundsätzliche Eignung der Zellen für die Sprühapplikation geprüft. Hier kann gezeigt werden, dass ein Luftdruck von bis zu 0,8 bar zum Vernebeln der Zellen und die Geschwindigkeit der Zellsuspension keinen Einfluss auf die Überlebensrate von vaskulären Glattmuskelzellen haben. Ovine respiratorische Epithelzellen haben eine signifikant verminderte Überlebensrate von 89 %. Dennoch wird erfolgreich gezeigt, dass die Zellen auch nach dem Versprühen in vitro in der Lage sind, auszudifferenzieren und Zilien zu bilden. Dies gilt auch für in Fibrin versprühte Zellen - Fibrin sorgt hier für eine Immobilisierung der Zellen an der gewünschten Stelle.Basierend auf diesen positiven Ergebnissen wird in der zweiten Studie (Thiebes et al., 2016) ein neues System entwickelt, das es ermöglicht nicht nur flache Substrate, sondern auch Hohlorgane oder tubuläre Strukturen wie Stents, Gefäßprothesen oder die Atemwege im Inneren mit Zellen zu beschichten. Das entwickelte System baut auf ein herkömmliches Endoskop auf, sodass eine Beschichtung des Lumens unter visueller Kontrolle möglich ist. Auch hier liegt der Fokus auf dem respiratorischen Epithel mit Hinblick auf Beschichtung von Trachealstents oder -prothesen mit funktionalem Epithel. Es kann gezeigt werden, dass der Sprühprozess mit dem Endoskop keinen Einfluss auf die Überlebensrate des Epithels hat und die Zellen in vitro ein mehrschichtiges Epithel mit Zilien und Becherzellen ausbilden, also durch den Sprühprozess nicht beeinträchtigt werden.Die in dieser Dissertation entwickelte endoskopische Zellapplikation ist nicht nur von großer Bedeutung für das Tissue Engineering, sondern kann auch einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Zelltherapie leisten. Lokal in Fibrin applizierte Zellen könnten so direkt vor Ort wirken und die Effizienz der Therapie steigern.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Textilmaschinenbau und Institut für Textiltechnik [419110]
• [811001-1]