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125. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

22. - 25.04.2008, Berlin

Verbesserung der Vaskularisierung implantierter PLGA Scaffolds durch Inoskulation zwischen präformierten Blutgefäßen und Gefäßen des Empfängergewebes

Meeting Abstract

  • G. Jensen - Institut für Klinisch-Experimentelle Chirurgie, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar, Deutschland
  • corresponding author M.W. Laschke - Institut für Klinisch-Experimentelle Chirurgie, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar, Deutschland
  • M. Rücker - Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie, Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Deutschland
  • C. Carvalho - FMF Freiburger Materialforschungszentrum, Freiburg, Deutschland
  • M.D. Menger - Institut für Klinisch-Experimentelle Chirurgie, Universität des Saarlandes, Homburg/Saar, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 125. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 22.-25.04.2008. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2008. Doc08dgch9131

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgch2008/08dgch214.shtml

Veröffentlicht: 16. April 2008

© 2008 Jensen et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Beim Tissue Engineering hängt das Überleben dreidimensionaler Gewebekonstrukte entscheidend von einer ausreichenden Vaskularisierung nach Implantation in den Patienten ab. Entsprechend werden derzeit verschiedene Ansätze untersucht, die zu einem schnellen Einwachsen von Blutgefäßen in Gewebekonstrukte führen sollen. Hierzu zählt beispielsweise die Beschichtung von Scaffolds mit pro-angiogenen Wachstumsfaktoren. Allerdings hat sich inzwischen gezeigt, dass all diese Ansätze immer noch nicht eine ausreichende Blutversorgung der Gewebekonstrukte in den ersten Tagen nach Implantation sicherstellen können. Aus diesem Grund untersuchten wir in der vorliegenden in vivo Studie, ob die Durchblutung implantierter Scaffolds dadurch beschleunigt werden kann, dass präformierte Blutgefäße, die zuvor in den Scaffolds in situ generiert wurden, durch Inoskulation einen Anschluß an die Gefäße des Empfängerorganismus erhalten.

Material und Methoden: Für die Untersuchungen wurden 8 poröse PLGA Scaffolds (~3 x 3 x 1mm) zunächst für 20 Tage in die Flanke von balb/c-Mäusen implantiert, um auf diese Weise in situ ein präformiertes mikrovaskuläres Netzwerk innerhalb der Scaffolds zu generieren. Danach wurden die Scaffolds vorsichtig entnommen und isogen in die Rückenhautkammer von 8 Empfängermäusen transplantiert. Leere PLGA Scaffolds (n=10) ohne präformierte Blutgefäße, die direkt in die Rückenhautkammer implantiert wurden, dienten als Kontrolle. Anschließend analysierten wir die Vaskularisierung, Inkorporation und das Zellüberleben der Implantate mit Hilfe intravitaler Fluoreszenzmikroskopie, Histologie und Immunhistochemie über einen Zeitraum von 14 Tagen.

Ergebnisse: Die implantierten prävaskularisierten Scaffolds wiesen im Vergleich zu den Kontrollen eine deutlich beschleunigte und verbesserte Durchblutung auf, was sich an einer signifikant erhöhten funktionellen Kapillardichte im Randbereich (307±13cm/cm² vs. 157±21cm/cm², p<0.05) und im Zentrum (227±21cm/cm² vs. 37±10cm/cm², p<0.05) der Scaffolds am 14. Tag nach Implantation zeigte. Dies ist darauf zurückzuführen, dass interessanterweise alle untersuchten präformierten Venolen und Arteriolen in den prävaskularisierten Scaffolds durch Inoskulation mit den Gefäßen der Rückenhautkammerpräparation reperfundiert werden konnten, während die Kontroll-Scaffolds lediglich durch Angiogenese vaskularisiert wurden. Entsprechend war in den prävaskularisierten Scaffolds im Vergleich zur Kontrolle auch der Blutvolumenfluß signifikant gesteigert (Tag 14: 128±21pl/s vs. 4±2pl/s, p<0.05). Allerdings erfolgte die Reperfusion des präformierten Blutgefäßsystems in den Scaffolds erst zwischen dem 3.-6. Tag nach Implantation. Während dieser Zeit, konnte durch immunhistochemische Färbung von Caspase-3 eine vermehrte Zahl apoptotischer Zellen im Granulationsgewebe um die Scaffolds nachgewiesen werden.

Schlussfolgerung: Die vorliegende Studie zeigt, dass die Inoskulation zwischen dem präformierten Gefäßnetzwerk und den Gefäßen des Empfängerorganismus einen vielversprechenden Ansatz im Tissue Engineering darstellt, um die Vaskularisierung implantierter Gewebekonstrukte deutlich zu verbessern. Allerdings müssen auch hierbei neue Strategien entwickelt werden, die zu einer früheren Reperfusion der präformierten Gefäßnetzwerke führen, um den Verlust von funktionsfähigem Gewebe innerhalb der ersten Tage nach Implantation der Gewebekonstrukte weiter zu reduzieren.