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Optimierung der Oberfläche von Cochlea-Implantaten für eine verbesserte Adhäsion von humanen mesenchymalen Stammzellen
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Published: | April 14, 2014 |
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Einleitung: Eine verbesserte Biointegration von Cochlea-Implantaten kann durch eine Besiedlung der Oberfläche mit Zellen (z.B. patienteneigene mesenchymale Stammzellen; hMSC) erreicht werden, die neurotrophe Faktoren zur Regeneration und zum Erhalt der auditorischen Neurone exprimieren. Um eine optimale Adhäsion und Proliferation der hMSC zu gewährleisten, ist eine Beschichtung der hydrophoben Elektrodenoberfläche notwendig. In dieser Studie wurde ein Screening mit hMSC und „natürlichen“ Beschichtungssubstanzen durchgeführt, die ebenfalls zu einer verbesserten Biointegration des Cochlea-Implantats beitragen können.
Methoden: Die Untersuchungen erfolgten an isolierten hMSC aus dem Knochenmark, die genetisch zur GFP-Expression modifiziert wurden. Das Screening wurde mit Beschichtungen aus extrazellulärer Matrix (EZM), sowie aus einzelnen Proteinen der EZM durchgeführt. Die Beschichtungen wurden auf 3-dimensionalen Silikongittern und thermoplastischem Polyurethan (TPU) getestet.
Ergebnisse: Das Anhaften und Wachstum der hMSC auf den Silikonoberflächen war spärlich. Die Zellen zeigten eine atypische, kugelförmige Morphologie. Beschichtungen mit Fibronektin, Laminin, EZM und KollagenIV steigerten die Adhäsion der Zellen auf den Silikongittern. Anhaftung und Proliferation der Zellen waren auf unbeschichtetem TPU gegenüber dem Silikon überlegen. Zusätzliche Beschichtungen verbesserten die Oberflächeneigenschaften des TPU. Beschichtungen mit Fibronektin und Laminin führten zu einer homogenen Orientierung der Zellen auf dem Substrat.
Schlussfolgerung: Beschichtungen mit Proteinen der EZM fördern die Adhäsion und Proliferation von hMSC auf Silikon und TPU. Im Hinblick auf die Entwicklung von Biohybridelektroden stellt TPU ein vielversprechendes Trägermaterial dar.
Unterstützt durch: SFB599, Cluster of Excellence „Hearing for All“
Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.