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121. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

27. bis 30.04.2004, Berlin

Tissue Engineering bei peripheren Nerven: Dreidimensionale Fibrin/Schwann-Zellen-Matrix in Poly-epsilon-Caprolacton-Konduiten zur geführten Defektüberbrückung

Vortrag

  • presenting/speaker Stefanie Vedecnik - Klinik für Plastische Chirurgie, Hand- und Verbrennungschirurgie, Universitätsklinikum der Rheinisch-Westfälisch-Technischen Hochschule Aachen
  • T.J. Galla - Abteilung Plastische und Handchirurgie, Chirurgische Universitätsklinik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
  • J. Halbgewachs - Abteilung Plastische und Handchirurgie, Chirurgische Universitätsklinik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau
  • G.B. Stark - Abteilung Plastische und Handchirurgie, Chirurgische Universitätsklinik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 121. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 27.-30.04.2004. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2004. Doc04dgch0441

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgch2004/04dgch401.shtml

Veröffentlicht: 7. Oktober 2004

© 2004 Vedecnik et al.
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Gliederung

Text

Einleitung

Die Methode der Wahl bei der Therapie von peripheren Nervendefekten ist in der heutigen Zeit die autologe Nerventransplantation. Problematisch sind die begrenzte Verfügbarkeit der Entnahmestellen und die Hebedefektmorbidität. Neuste Untersuchungen beschäftigen sich mit der Herstellung von synthetischen Nervenleitschienen (Konduite), die diese Nachteile umgehen und die nervale Regeneration verbessern können. In der vorliegenden Arbeit erfolgte eine Analyse der neuronalen Regeneration in Poly-ε-Caprolacton (PCL)-Konduiten bei Applikation von Schwann-Zellen, einer Fibrin-Matrix und des neurotrophen Faktors LIF (Leukemia Inhibitory Factor).

Material und Methoden

Als Läsionsmodell diente ein 10mm langer Defekt im bukkalen Ast des N. facialis der Ratte, der überbrückt wurde mit PCL-Konduiten. Diese waren wie folgt bestückt: 1. matrixfrei 2. Schwann-Zellen 3. Fibrin/Schwann-Zellen-Matrix und 4. Fibrin/Schwann-Zellen-Matrix und LIF. Als Kontrollgruppen dienten 1. der intakte Nerv, 2. der autologe Nerv und 3. die Läsion ohne Überbrückung. Die Schwann-Zellen wurden aus dem N. ischiadicus neonataler Ratten kultiviert. Nach 4 Wochen wurden die Implantate histologisch und morphometrisch innerhalb von 4 Schnittebenen (S1=2,5mm, S2=5mm, S3=7,5mm, S4=10mm) untersucht. Zur Darstellung des Regenerationsprozesses dienten als Methoden: Immunhistochemie gegen Neurofilament (S200) und Cholinacetyltransferase (ChAT), Toluidinblau Färbung der Myelinscheide und retrograde Markierung der zentralen Nervenzellkerne mittels FAST BLUE.

Ergebnisse

Untersuchungen der Materialeigenschaften zeigten, dass PCL in vitro und in vivo eine gute Biokompabilität aufweist. Ohne Konduite und mit matrixfreien Konduiten fand keine Regeneration statt. Eine mäßige Regeneration war in den Schwann-Zellen gefüllten Konduiten nachzuweisen. Eine durchgehende Regeneration über alle Segmente wurde in den Fibrin/Schwann-Zellen-Matrix gefüllten PCL-Konduiten mit und ohne LIF beobachtet. Die Verwendung des neurotrophen Faktors LIF verbesserte das Rekonstruktionsergebnis nur unwesentlich. Alle PCL-Konduite waren den autologen Transplantaten unterlegen, wobei keine Überbrückungsmethode den Standard des intakten Nerves erreichte. Mittels Trypanblau Färbung konnte eine hohe Vitalität von Schwann-Zellen in Fibrinkomponenten nachgewiesen werden. Dies zeigt, dass Fibrin sich als Grundmatrix für die Transplantation von Schwann-Zellen eignet.

Schlussfolgerung

In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals eine dreidimensionale Fibrin-Matrix etabliert, in der Schwann-Zellen homogen verteilt waren. Diese dreidimensionale homogene Fibrin/Schwann-Zellen-Matrix weist im Vergleich zu matrixfreien bzw. mit Schwann-Zellen gefüllten Konduiten eine durchgehende Regeneration auf. In den Matrix gefüllten PCL-Konduiten wurde ein von proximal nach distal fallender Myelinisierungsindex (MI) und eine verminderte ChAT-Expression ermittelt, was für eine noch nicht abgeschlossene Regeneration spricht. Dagegen war der axonale Wachstumsprozess im autologen Nerventransplantat konstant. Inwiefern der Einsatz von gentherapeutisch modifizierten Schwann-Zellen die Regenerationsfähigkeit der Fibrin/Schwann-Zellen-Matrix verbessern könnte, bleibt zu untersuchen.