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49. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Plastische und Wiederherstellungschirurgie (DGPW)

Deutsche Gesellschaft für Plastische und Wiederherstellungschirurgie e. V.

06.10.-08.10.2011, Ulm

Dezellularisierter xenogener Knorpel als innovative Bioimplantatmatrix

Meeting Abstract

  • corresponding author Silke Schwarz - Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Hals-,Nasen- und Ohrenheilkunde, Ulm
  • Alexander Florian Elsaesser - Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Hals-,Nasen- und Ohrenheilkunde, Ulm
  • Ludwig Koerber - University of Erlangen, Institute of Bioprocess Engineering, Erlangen
  • Roman Breiter - University of Erlangen, Chair of Medical Bio-Technology, Erlangen
  • Gerhard Rettinger - Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Hals-,Nasen- und Ohrenheilkunde, Ulm
  • Nicole Rotter - Universitätsklinik Ulm, HNO, Ulm

Deutsche Gesellschaft für Plastische und Wiederherstellungschirurgie. 49. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Plastische und Wiederherstellungschirurgie (DGPW). Ulm, 06.-08.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. Doc11dgpw092

DOI: 10.3205/11dgpw092, URN: urn:nbn:de:0183-11dgpw0922

Published: December 7, 2011

© 2011 Schwarz et al.
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Einführung: Defekte und Missbildungen der Knorpelstrukturen im Hals- Kopf Bereich sind häufig auf Traumata, Tumorresektionen oder angeborene Fehlbildungen zurückzuführen.

Neue xenogene Kollagen Implantatmatrices könnten eine Lösung für viele Probleme wie Spendermorbidität, Entzündungsreaktionen oder Extrusionen, welche häufig bei der Rekonstruktion von Knorpeldefekten auftreten, darstellen. Diese natürliche Implantatmatrix zeichnet sich durch eine hohe Einsatzvielfalt und gute mechanische Eigenschaften aus, was sie für die rekonstruktive Chirurgie sehr interessant macht.

Material und Methoden: Porciner Nasenseptumknorpel (pNSC) wurde mittels eines patentierten chemischen Verfahrens (DP) dezellularisiert und sterilisiert.

Der Anteil denaturierten Kollagens wD und sulfatierter Glycosaminoglykane (wsGAG) wurde mittel photometrischer Methoden ermittelt.

Um Biokompatibilität, Zytotoxizität der Bioimplantatmatrices sowie Migrationsverhalten humaner primärer Nasenseptumchondrozyten (hPCh) zu untersuchen, wurden die Matrices mit hPCh besiedelt und für 42 Tage kultiviert. Mittels histologischer und immunohistochemischer Färbemethoden, sowie photometrischer Assays wurde die de novo Synthese extrazellulärer Matrix (ECM) untersucht. Die Zellvitalität wurde mittels in vitro Zytotxizitätstests nach ISO 10993-5 (2009) und CFDA/PI Färbung evaluiert.

Uniaxiale Confined Compression Tests wurden durchgeführt um die mechanischen Eigenschaften zu ermitteln.

Ergebnis und Diskussion: hPCh adherierten in 3D-Kultur auf der prozessierten pNSC Bioimplantatoberfläche, migrierten in die Matrix und in die vorhandenen natürlichen Lakunen. Bereits nach 14 Tagen konnte die Neubildung von sGAG und Kollagen Typ II detektiert werden. Zytotoxizitätstests zeigten keinerlei toxischen Einflüsse auf Morphologie und Metabolismus der Zellen. Eine kontinuierliche Zunahme des wsGAG in besiedelten pNSC Matrices sowie eine Steigerung der Matrixstabilität konnte verzeichnet werden.

Schlussfolgerung: Dezellularisierung und Entfernung nicht- kollagener ECM Komponenten führt in pNSC zu Veränderungen der Matrixeigenschaften. Form und Größe der resultierenden Implantatmatrices blieb während des DP und der in vitro Kultur erhalten. Die Implantatmatrices zeigten die für die medizinische Applikation nötigen mechanischen Eigenschaften. Es ist zu erwarten, dass durch einwandernde Zellen und Neuproduktion von ECM während des in vivo Heilungsprozesses eine vollständige biomechanische Stabilität und Funktionalität erreicht wird.