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124. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

01. - 04.05.2007, München

Steuerung der gezielten Freisetzung von bFGF/VEGF165 in einer kollagenen Matrix durch Konstruktion eines ’Slow release’ Systems in vitro und in vivo

Meeting Abstract

  • I. Wilcke - Abteilung für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Intensiveinheit für Schwerbrandverletzte, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  • T. Egana - Abteilung für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Intensiveinheit für Schwerbrandverletzte, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  • J. Lohmeyer - Abteilung für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Intensiveinheit für Schwerbrandverletzte, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  • S. Liu - Abteilung für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Intensiveinheit für Schwerbrandverletzte, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  • D. Thome - Abteilung für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Intensiveinheit für Schwerbrandverletzte, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  • P. Mailänder - Abteilung für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Intensiveinheit für Schwerbrandverletzte, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
  • corresponding author H.-G. Machens - Abteilung für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Intensiveinheit für Schwerbrandverletzte, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 124. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. München, 01.-04.05.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. Doc07dgch7158

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgch2007/07dgch452.shtml

Veröffentlicht: 1. Oktober 2007

© 2007 Wilcke et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Das Überleben transplantierter Zellen erfordert eine frühzeitige nutritive Versorgung, die aufgrund des fehlenden vaskulären Netzwerkes einer bioartifiziellen Haut primär jedoch nicht gegeben ist. Erprobte Techniken zur Verbesserung von Angiogenese, Arteriogenese oder Vaskulogenese greifen auf Gentechnologie, zell- und proteinbasierte Therapien zurück. Ein Nachteil der proteinbasierten Therapie ist die kurze biologische Halbwertszeit der angewendeten Substanzen in vivo. Ziel dieser Studie war daher, ein ’Slow release’ System für bFGF/ VEGF165 zu entwickeln.

Material und Methoden: Hierzu wurde in vitro ein flüssiges Fibrin/Kollagen Konstrukt, welches bFGF/ VEGF165 beinhaltete, in eine bioartifizielle Matrix integriert und die folgende Proteinfreigabe detektiert. Die Untersuchungen erfolgten an einer kollagenen Matrix (Integra®, Integra LifeSciences) unter Bildung von insgesamt 4 Gruppen mit je 2 Matrices. In Gruppe 1 behandelten wir die Matrix mit PBS, in Gruppe 2 mit flüssigem Fibrin/Kollagen. Gruppe 3 bestand in der Einbringung einer definierten Menge von bFGF (1,0 μg)/ VEGF165(0,5 μg) in Fibrin/Kollagen Lösung und Gruppe 4 in einer Suspension der gleichen Wachstumsfaktoren in PBS. Die Proteinabgabe in die überstehende Lösung wurde in festen Intervallen innerhalb der ersten 2 Wochen mittels ELISA ermittelt.Zur Untersuchung des Einflusses der verzögerten bFGF/ VEGF165 Freisetzung in vivo wurde das Fibrin/Kollagen Konstrukt in zirukläre 15 mm messende Hautdefekte am Rücken von Nu-nu Mäusen integriert. In den unveränderten Gruppen 1-4 wurden je 12 Matrices implantiert. Die Entnahme der implantattragenden Haut erfolgte bei jeweils der Hälfte der Tiere 2 bzw. 4 Wochen postoperativ. Analysen erfolgten sowohl in vitro (ELISA) als auch in vivo (quantitative Mikroangiographie der Gesamtmatrix).

Ergebnisse: In vitro: In den Gruppen 1 (PBS) und 2 (PBS und Fibrinklebstoff) ließ sich keine Proteinabgabe detektieren. In Gruppe 3 (Fibrinklebstoff, Wachstumsfaktoren und PBS) und 4 (Wachstumsfaktoren und PBS) erfolgte der Nachweis einer kontinuierlichen Freisetzung von bFGF und VEGF165. Die Einbindung der Wachstumsfaktoren in Fibrinkleber bewirkte zudem eine signifikante Verlangsamung der Freisetzung und somit eine verlängerte Verfügbarkeit der Proteine (P<0,05). In vivo: Nach 2 sowie 4 Wochen ließ sich eine signifikant höhere Anzahl kleiner Gefäße in den Gruppen 3 und 4 detektieren (P<0,001 versus Kontrollen)). Während nach 2 Wochen jedoch noch eine signifikant höhere Gefäßdichte in Gruppe 4 (P<0,001 versus Gruppe 3) zu erkennen war, änderte sich dieses Verhältnis nach 4 Wochen zu Gunsten der Gruppe 3 (P<0,05 versus Gruppe 4).

Schlussfolgerung: In unseren in vitro Versuchen konnten wir zeigen, dass sich durch Einbindung von bFGF und VEGF165 in Fibrinkleber ein slow-release Modell erzeugen lässt, welches fähig ist, Proteine für funktionelle Zwecke über 4 Wochen abzugeben. In vivo waren sowohl Protein + Fibrin/Kollagen als auch Protein + Kollagen allein in der Lage, signifikant mehr Blutgefäße innerhalb kürzerer Zeit in einem dermalen Matrixersatz zu induzieren. Allerdings konnten durch Protein + Fibrin/Kollagen langfristig signifikant mehr funktionelle Blutgefäße in einer dermalen Matrix gebildet werden.