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Hintergrund: Extrakorporale Membranoxygenatoren sind in ihrer klinischen Anwendungsdauer limitiert. Der Blutkontakt mit den polymeren Gasaustauschmembranen führt u.a. zu einer Aktivierung der Gerinnungskaskade und Thrombenbildung, welche die Gasaustauschleistung nachhaltig beeinträchtigt. Die Endothelialisierung künstlicher Oberflächen ist ein viel versprechender Ansatz, deren Biokompatibilität zu erhöhen. Vor dem Hintergrund der Entwicklung einer Biohybridlunge wurden Poly-4-Methyl-1-Pentene Gasaustauschmembranen (PMP) mit Endothelzellen besiedelt. Anschließend wurde überprüft, ob dieser endotheliale Monolayer zu einer Verbesserung der Hämokompatibilität der Membranen beitragen konnte.

Methodik: Heparin-/albuminbeschichtete PMP-Gasaustauschmembranen wurden mit Endothelzellen, differenziert aus endothelialen Progenitorzellen, besiedelt und vergleichend mit nicht endothelialisierten PMP-Gasaustauschmembranen einem Thrombozyten- und Monozytenaggregationsassay unterzogen. Die Auswertung dieser Assays erfolgte durch Fluoreszenzmikroskopie. Die Zellen wurden mittels RT-PCR und qRT-PCR auf ihren endothelialen Phänotyp (z.B. FLT-1, FLK-1), die Expression von Adhäsionsmolekülen (z.B. ICAM-1, VCAM-1, E-Selektin) und den thrombogenen Status (Thrombomodulin, Tissue Factor) untersucht.

Ergebnisse: Die Zellen wiesen einen endothelialen Phänotyp auf, waren in einem nicht aktivierten Status, der jedoch durch Stimulation mit TNFα induziert werden konnte. Der nicht thrombogene Status konnte durch die hohe Expression von Thrombomodulin bei geringer Expression des Tissue Factor verifiziert werden. Fluoreszenzmikroskopisch zeigte sich eine deutlich geringere Zelladhäsion von Thrombozyten und Monozyten auf der endothelialisierten PMP-Gasaustauschmembran im Vergleich zur nicht biologisierten PMP-Gasaustauschmembran.

Schlussfolgerungen: Die Endothelialiserung dieser PMP-Gasaustauschmembranen ist ein entscheidender Schritt für die Verbesserung der Hämokompatibilität, da sich eine alleinige Membranbeschichtung mit Heparin/Albumin nachteilig auf die Thrombozyten-/Monozytenadhäsion auswirkt. Vor allem in Hinblick auf einen dauerhaften Langzeiteinsatz bioartifizieller Kunstlungen ist dies von großer Bedeutung.

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