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Eigenschaften und biologische Wirkung von modifizierten Kollagen-Matrizes zur Verbesserung der Angiogenese
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Autoren
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Andreas Gröger
- Plastische Chirurgie, Hand- und Verbrennungschirurgie der Universität RWTH Aachen
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G. Grieb
- Plastische Chirurgie, Hand- und Verbrennungschirurgie der Universität RWTH Aachen
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G. Steffens
- Biochemie der Universität RWTH Aachen
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E.M. Noah
- Plastische Chirurgie, Hand- und Verbrennungschirurgie der Universität RWTH Aachen
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N. Pallua
- Plastische Chirurgie, Hand- und Verbrennungschirurgie der Universität RWTH Aachen
| Veröffentlicht: | 7. Oktober 2004 |
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Gliederung
Text
Einleitung
Künstlicher Gewebsersatz stellt bei der Therapie von großflächigen Hautdefekten eine vielversprechende Alternative dar. Allerdings können viele der bisher kommerziell erhältlichen Produkte, aufgrund einer sehr niedrigen angiogenetischen Potenz, nur zur temporären Deckung angewandt werden. Eine Immobilisation von Wachstumsfaktoren könnte die starke in vivo-Degradation der Wachstumsfaktoren verhindern und zu einer Steigerung der Vaskularisierung führen. Mit Heparin und EDC modifizierte Kollagenschwämme werden mit Kontrollgruppen (nicht modifizierte) auf die in vitro-release-Kinetik von Wachstumsfaktoren und auf ihre biologische Wirkung in der Endothelzellkultur untersucht.
Material und Methoden
Durch den Einsatz von EDC (ethylen carbodiimid) wird eine Bindung von Heparin an Kollagenschwämme und gleichzeitig eine Vernetzung der Schwämme selbst erreicht. Dadurch entstehen verschiedene Gruppen von Schwämmen (Größe: 5*5*5 mm): 0mg EDC und 0 mg Heparin pro mg Kollagen (Kontrolle); 1mg EDC und 0mg Heparin; 1 mg EDC und 1 mg Heparin; 2mg EDC und 1 mg Heparin. Die Schwämme werden mit dem Wachstumsfaktor VEGF (vascular endothelial growth factor) beladen ( 10 ng /Schwamm) und die in vivo Freisetzung von VEGF über 48 Stunden (mit / ohne Kollagenase) durch ELISAs quantifiziert. Weiterhin wird die Endothelzellproliferation (HUVEC und EPC) unter Einfluss der verschiedenen Kollagenschwämme untersucht. Der Proliferationszuwachs wird mit Hilfe des BrdU-Tests und die absolute Zellzahl durch Auszählen in der Neubaukammer nach 1, 3 und 5 Tagen ermittelt.
Ergebnisse
Beim Vergleich der in vitro-release-Kinetiken weisen die modifizierten, insbesondere die mit Heparin modifizierten Schwämme im Gegensatz zu den nativen Schwämmen eine langsamere Freisetzung von VEGF auf. Dies gilt sowohl für Versuchsreihen bei Raumtemperatur und 37°C als auch für Versuchsreihen mit einem in vitro simulierten Abbau der Kollagenschwämme durch Kollagenase. Auch in der Endothelzellkultur zeigen die mit Heparin modifizierten Schwämme den stärksten Proliferationsreiz und die größte absolute Zellzahl.
Schlussfolgerung
Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Bindung von VEGF an mit Heparin modifizierte Kollagenschwämme die Endothelzellproliferation gesteigert werden kann. Neben VEGF stellt die alleinige Modifizierung des Schwammes einen Großteil des proliferativen Effekts dar.
