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124. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

01. - 04.05.2007, München

Entwicklung einer mit autologen Fibroblasten besiedelten azellulären allogenen virus-inaktivierten Dermis als Gewebsersatz für postoperative Weichgewebsdefekte

Meeting Abstract

  • corresponding author E. Rößner - Sektion für Spezielle Chirurgische Onkologie und Thoraxchirurgie, Chirurgische Klinik, Universitätsklinikum Mannheim, Deutschland
  • C. Syring - Deutsche Institut für Zell- und Gewebeersatz, Berlin, Deutschland
  • R. von Versen - Deutsche Institut für Zell- und Gewebeersatz, Berlin, Deutschland
  • P. Hohenberger - Sektion für Spezielle Chirurgische Onkologie und Thoraxchirurgie, Chirurgische Klinik, Universitätsklinikum Mannheim, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 124. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. München, 01.-04.05.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. Doc07dgch6775

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgch2007/07dgch450.shtml

Veröffentlicht: 1. Oktober 2007

© 2007 Rößner et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Große Weichteildefekte nach Resektion von Weichgewebstumoren stellen, insbesondere in der Kombination mit stattgehabter Strahlentherapie, eine therapeutische Herausforderung dar. Im Tissue Engineering sich bietet eine viel versprechende Behandlungsoption an, fehlte aber es bisher jedoch an stabilen und sicheren Trägermaterialien. Das Ziel dieser Studie war es einen hochvernetzten, stabilen, biologischen und sicheren Träger für fibroblastäre Besiedelung zu entwickeln, der eine zuverlässige und beständige Defektauffüllung erlaubt.

Material und Methoden: Es wurde Transplantationsgesetzes-konform Spalthaut humanen Ursprungs verwendet. Die epidermale Abtrennung erfolgte durch Inkubation mit hyperosmolaren Salzlösung. Die Zellfreiheit wurde mittels Histologie und Immunhistochemie (Vimentin, CD34) nachgewiesen. Im Anschluss an die Sterilisation mittels Peressigsäure-Inkubation erfolgte die Kryokonservierung. Der Erhalt der Kollagenstruktur wurde durch Histologie und Immunhistochemie bestätigt und Sauerstoffpermeabilität (OPERM) und Wasserdampfpermeabilität (MVP) als biophysikalische Parameter in Anlehnung an DIN-Vorschriften DIN53380-3 und DIN53122-1 geprüft. Proteinpermeabilität für das Markerprotein bovines Serumalbumin (BSA) wurde mittels Diffusionsmesskammer bestimmt. Als Biostabilitätskriterien wurde Kollagenaseresistenz, die Größenveränderung während in vitro Inkubation über 7 Wochen und während subcutaner Implantation im Rattenmodell untersucht. Biokompatibilitätsuntersuchungen wurden als Lymphozytenproliferationsassay, Cytotoxizitätsbestimmungen in vitro im Vergleich zu synthetischen Trägern sowie im Rattenmodel durchgeführt.Die Fibroblasteneinsaat erfolgte statisch bzw. in dynamischen Verfahren. In vitro und in vivo wurde der Einfluß von Hypoxie auf den besiedelten Träger untersucht.

Ergebnisse: Die Zellfreiheit sowie der Strukturerhalt nach Sterilisation und Konservierung konnte bestätigt werden. Die OPERM und MVP lagen bei 4,193-5,464 l/(m²*24h) bzw. bei 2.441-2.789 l/m²*24h und somit deutlich über synthetischen Materialien. Die Proteinpermeabilität (BSA) kann bei einem mittleren effektiven Diffusionskoeffizienten von 2,8E-6 bis 9E-6 cm²/s (bei T=28°C) als gut bezeichnet werden. In unserem Versuchsaufbau war eine Gleichgewichtskonzentration bereits nach 30min erreicht. Da autokrine und parakrine Moleküle ein niedrigeres Molekulargewicht haben ist für sie von einem höheren Koeffizienten auszugehen. Die Kollagenaseresistenz ist im Vergleich zu synthetischen Trägern um 2-4 Zehnerpotenzen höher und liegt bei 0,0015mg freigesetztes Protein pro mg ADM nach siebenwöchiger Inkubation. Eine relevante Volumenveränderung nach gleichlanger Inkubation in vitro bzw. Implantation in vivo ergab sich nicht.Es konnte gezeigt werden, dass durch die dynamische Zelleinsaat eine tiefere Besiedelung der ADM erreicht werden kann.Fibroblasten können sich sowohl in subkonfluenten Kulturen als auch im bereits besiedelten Präparat gut an hypoxische Bedingungen adaptieren. Die hypoxische Kultivierung stimuliert hierbei nur kurzfristig die Kollagenasesynthese der Fibroblasten.

Schlussfolgerung: Die von uns entwickelte ADM ist ein durch Virusinaktivierung sicherer Träger mit einer hohen Verfügbarkeit, da die Gewinnung durch allogene, ggf auch postmortale Spende ermöglicht wird. Ihre biophysikalischen Eigenschaften machen sie mechanisch in vivo stabil und resistent gegen Digestion. Aufgrund ihres biologischen Ursprungs ist sie ein hervorragender Träger für autologe Fibroblasten, für die sie ideale Wachstums- und Proliferationsvoraussetzungen schafft. Die fibroblastenbesiedelte ADM erlaubt die Füllung von tiefen Weichgewebsdefekten und schafft damit die Voraussetzung für eine spätere dermale Rekonstruktion im ursprünglichen Hautniveau. Im Hinblick auf die Versorgung von Defekten insbesondere in der Sarkomchirurgie mit neoadjuvanter Bestrahlung stellt sie neben der Rekonstruktion mit Muskellappen eine weitere oder additive Therapieoption dar.