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Hintergrund: Der bisherige klinische Einsatz organunterstützender Systeme hat gezeigt, dass es aufgrund des unvermeidbaren Kontaktes zwischen der Fremdoberflächen und dem zirkulierenden Blut zu unerwünschten systemischen Reaktionen kommt. Speziell bei extrakorporalen Membranoxygenatoren führt dies zu einer progredienten Verschlechterung der Gasaustauschleistung und begrenzt dadurch dessen klinischen Einsatz. Die Endothelialisierung künstlicher Oberflächen scheint ein vielversprechender Ansatz im Hinblick auf die Verbesserung der Biokompatibilität zu sein. Daher wurden vor dem Hintergrund der Entwicklung einer Biohybridlunge heparin-/albuminbeschichtete Poly-4-Methyl-1-Pentene Gasaustauschmembranen (PMP) mit Endothelzellen besiedelt. Der Erhalt dieses endothelialen Monolayers, gerade unter Perfusionsbedigungen, ist eine Grundvoraussetzung für eine dauerhafte klinische Anwendbarkeit dieser endothelialisierten PMP-Gasaustauschmembranen.

Methodik: Für die Besiedlung von heparin-/albuminbeschichteten PMP-Gasaustauschmembranen wurden aus endothelialen Progenitorzellen differenzierte Endothelzellen verwendet. Die besiedelten Membranen wurden mit unterschiedlichen Flussgeschwindigkeiten in speziellen Flusskammern perfundiert. Die Integrität des Monolayers wurde vor und nach dem Versuch mittels Fluoreszenzmikroskopie überprüft. Die Expression von Adhäsionsmolekülen (z.B. ICAM-1, VCAM-1, E-Selektin) und endothelzellspezifischen Markern (z.B. CD31, FLT-1, FLK-1) wurde durch RT-PCR und qRT-PCR verifiziert.

Ergebnisse: Die dynamischen Bedingungen haben keinen Einfluss auf die Konstanz des intakten Monolayers. Mittels RT-PCR und qRT-PCR konnte ein weiterhin beständiger endothelialer Phänotyp nachgewiesen werden. Die Expression der Adhäsionsmoleküle ICAM-1, VCAM-1 und E-Selektin waren geringfügig erhöht, jedoch nicht vergleichbar mit der durch TNFa-Stimulation induzierten Aktivierung.

Schlussfolgerungen: Die Beständigkeit des endothelialen, inaktivierten Monolayers auf der PMP-Gasaustauschmembran unter dynamischen Bedingungen ist ein weiterer entscheidender Schritt auf dem Weg zur Entwicklung einer, auch für dauerhafte Langzeiteinsätze geeigneten, bioartifiziellen Lunge.

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