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Mechanisches Mikrosystem zur Erhöhung der axonalen und funktionellen Regeneration nach traumatischer Rückenmarksverletzung
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Authors
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Daniel Rundt
- Berufsgenossenschaftliches Unfallkrankenhaus Hamburg, Abt für Unfallchirurgie, Orthopädie und Sporttraumatologie, Hamburg, Germany
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Klaus Seide
- Berufsgenossenschaftliches Unfallkrankenhaus Hamburg, Abt für Unfallchirurgie, Orthopädie und Sporttraumatologie, Hamburg, Germany
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Veronica Estrada
- Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
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Christian Voss
- Technische Universität Harburg, Hamburg, Germany
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Hans-Werner Müller
- Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
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Jörg Müller
- Technische Universität Harburg, Hamburg, Germany
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Christian Jürgens
- Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, Sektion für Unfallchirurgie, Lübeck, Germany
| Published: | October 2, 2012 |
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Fragestellung: Bei einer traumatischen Verletzung des Rückenmarks kommt es zu einer Quetschung und Zerreißung von Nervenfasern mit dem entsprechenden Verlust sensomotorischer Funktionen. Im Rahmen von Reparaturmechanismen bildet sich eine bindegewebige Narbe im Läsionsbereich, welche ein mechanisches Hindernis für regenerierende Axone darstellt. Bisweilen gibt es keine Möglichkeit, die Rückenmarksenden nach Läsion im Mikrometerbereich adäquat zu adaptieren und die Bildung der inhibitorischen Bindegewebsnarbe somit zu beeinflussen.
In der aktuellen Studie wurde ein mechanisches Mikrosystem zur Adaptation der Rückenmarksenden aus Polymethylmethacrylat (PMMA) entwickelt und in einem Transsektionsmodell bei Ratten eingesetzt. Neben der genauen Adaptation der Rückenmarksenden besteht die Möglichkeit durch das Mikrosystem Substanzen zu applizieren, um u.a. die bindegewebige Narbenbildung beeinflussen zu können.
Methodik: Nach der Implantation des Mikrosystems bei 21 Ratten (Kontrollgruppen mit 23 Tieren) und nach einer Überlebenszeit von 2, 5 und 16 Wochen nach Läsion erfolgte die histochemische Auswertung des Rückenmarksgewebes. Wöchentlich erfolgte zudem die Evaluation der funktionellen Regeneration der Ratten mit einem modifizieren Basso-, Beattie-, Bresnahan- locomotor rating scale-Test (mBBB).
Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die mittels Mikrosystem versorgten Tiere zeigten 4 Monate nach Implantation eine geringere bindegewebige Narbenbildung im Vergleich zu den Kontrolltieren bei insgesamt guter Gewebeverträglichkeit. In dem Mikrosystem zeigten sich Gewebebrücken, welche regenerierende Axone (sensorisch und motorisch) enthielten die das Mikrosystem und somit die Läsionsstelle teilweise durchwachsen haben. Zudem zeigten sich Astro- und Oliogodendrozyten in dem Mikrosytem und eine Vielzahl der Axone war myelinisiert.
In den Funktionstests (mBBB) erreichten die mit dem Mikrosystem versorgten Tiere zu allen Zeiten bessere Werte. Wenige Tiere erreichten nach 4 Monaten sogar den Höchstwert von 20. Dieser Wert wurde von keinem Tier aus der Kontrollgruppe erreicht.
Ein mechanisches Mikrosystem zur Adaptation der Rückenmarksenden nach traumatischer Rückenmarksverletzung (Transsektion) stellt somit bei der Ratte eine gute Möglichkeit zur Erhöhung der axonalen und funktionellen Regeneration dar.
