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Einleitung: Die Beschleunigung der initialen Vaskularisierung von Tissue Engineering Konstrukten nach ihrer Implantation stellt nach wie vor die entscheidende Herausforderung dar. Unbekannt ist, welchen Einfluss die Inkubation von Zellen in Matrigel auf die Vaskularisierung hat. Aus diesem Grund wurden poröse Poly L-Lactide-co-Glycolid (PLGA) Scaffolds mit Matrigel-Zellkulturen beschichtet, inkubiert und anschließend ihre Vaskularisierung im Modell der Rückenhautkammer der balb/c Maus intravitalmikroskopisch untersucht.

Material und Methoden: Die Mäuse wurden in jeweils 8 Tiere pro Gruppe aufgeteilt. Nach Scaffoldimplantation wurde mittels intravitaler Fluoreszenzmikroskopie die funktionelle Kapillardichte über einen Zeitraum von 6 Tagen bestimmt. Die Scaffolds wurden zuvor mit Matrigel und Osteoblasten (Gruppe 1), mit Matrigel und mesenchymalen Stammzellen (Gruppe 2) sowie mit Matrigel, Osteoblasten und mesenchymalen Stammzellen (Gruppe 3) beschichtet und 2 Wochen inkubiert. Als Kontrollen dienten Scaffolds mit identischer Zellbesiedlung, jedoch ohne vorherige Inkubation (Gruppen 4–6) und alleinig mit Matrigel beschichtete Scaffolds (Gruppe 7).

Ergebnisse: Bereits 3 Tage nach der Implantation wurden bei den Scaffolds, die mit in Matrigel inkubierten Stammzellen beschichtet waren, etwa doppelt so hohe Mikrogefäßdichten gemessen wie bei allen anderen Gruppen. Auch am 6. Tag nach der Implantation waren die Kapillardichten der Scaffolds mit den in Matrigel inkubierten Stammzellen signifikant höher (p<0,05). Zu diesem Untersuchungszeitpunkt zeigten aber auch alle anderen zellbesiedelten Scaffolds im Vergleich zu den nur Matrigel-beschichteten Scaffolds signifikant höhere Kapillardichten.

Schlussfolgerung: Drei Tage nach der Implantation ist die Kapillardichte der Scaffolds, die mit in Matrigel inkubierten mesenchymalen Stammzellen beschichtet werden, doppelt so hoch wie in allen anderen Untersuchungsgruppen. Eine Präinkubation von Zellkulturen aus mesenchymalen Stammzellen und Matrigel stellt somit im Vergleich zu den bisherigen Forschungsergebnissen einen entscheidenden Fortschritt dar. Durch die Präinkubation kann nicht nur die Dichte neu gebildeter Mikrogefäße signifikant erhöht, sondern auch die initiale Vaskularisierung deutlich beschleunigt werden, was einen entscheidenden Schritt zur erfolgreichen Einheilung von Tissue Engineering Konstrukten bedeutet.