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Einleitung: Ein nach wie vor ernstzunehmendes Problem in der rekonstruktiven Lappenchirurgie stellt die postoperative mikrovaskuläre Perfusionsstörung, vor allem distaler Gewebeabschnitte dar. Experimentelle Studien der letzten Jahre geben Anhalt, dass die Applikation verschiedener Wachstumsfaktoren die Perfusion kritisch perfundierter Lappen positiv beeinflussen könnte. Von besonderem Interesse sind hierbei VEGF und bFGF, die während chronischer Ischämie freigesetzt werden und unter anderem Angiogenese induzieren können. Das Ziel der vorliegenden Studie war zu klären, inwieweit mittels VEGF- bzw. bFGF-transfizierten Fibroblasten oder aber deren Kombination die mikrovaskuläre Perfusion eines kritisch perfundierten Lappens beeinflusst werden kann.

Material und Methoden: In Mäusen (C57BL/6) wurde ein random pattern flap gehoben und in eine Rückenhautkammer fixiert. Am Ende der Präparation wurden entweder VEGF-transfizierte Fibroblasten (5x10⁶ Zellen/100μl Medium; n=6), bFGF-transfizierte Zellen (5x10⁶ Zellen/100μl Medium; n=6) oder beide Zelllinien kombiniert (jeweils 2.5x10⁶ Zellen/100μl Medium; n=6) in den Panniculus carnosus injiziert. Die Behandlung mit nicht-transfizierten Fibroblasten diente als Kontrolle (n=6). Die Präparation des Lappens sowie die Behandlung erfolgten an Tag 0. An Tag 1, 3, 5, 7 und 10 wurde die Mikrozirkulation mit Hilfe der intravitalen Fluoreszenzmikroskopie analysiert. Hierbei quantifizierten wir das Ausmaß der Gewebenekrose, die nutritive Perfusion (funktionelle Kapillardichte; FKD) im distalen Anteil des Lappens sowie zur Beurteilung der Angiogenese die Dichte neu gebildeter Mikrogefäße (MVD).

Ergebnisse: In Kontrolltieren bestand 10 Tage nach Lappenhebung eine deutliche Beeinträchtigung der nutritiven Perfusion (FKD: 56±38cm/cm²). Damit einhergehend zeigte sich eine ausgedehnte Gewebenekrose (37±9% der Gesamtlappenfläche; d 10). Gleichzeitig konnte eine lediglich gering ausgeprägte angiogene Reaktion nachgewiesen werden (MVD: 28±15cm/cm²). Demgegenüber bewirkten sowohl VEGF- als auch bFGF-transfizierte Fibroblasten eine signifikante Reduktion der Nekrose (VEGF: 12±4%; bFGF: 17±5%; d 10), während die simultane Behandlung mit beiden Zelllinien keine vergleichbare Protektion erzielen konnte (33±6%; d 10). Die nutritive Perfusion war vor allem durch VEGF deutlich verbessert (147±33cm/cm²), bFGF zeigte einen weniger ausgeprägten Effekt (97±25 cm/cm²). Die Kombination der beiden Zelllinien reduzierte überraschenderweise die funktionelle Kapillardichte unter das Niveau der Kontrollen (25±17cm/cm²). Die angiogene Reaktion des ischämischen Gewebes war in allen Behandlungsgruppen im Vergleich zur Kontrolle deutlich stärker ausgeprägt. Es fand sich jedoch ebenfalls eine Überlegenheit der Behandlung mit nur einer Zelllinie im Vergleich zur simultanen Applikation (VEGF:111±18cm/cm²; bFGF: 94±24cm/cm²; VEGF+bFGF: 60±16cm/cm²; d 10).

Schlussfolgerung: Unsere Daten zeigen, dass sowohl VEGF- als auch bFGF-transfizierte Fibroblasten über Angiogenese und Verbesserung der mikrovaskulären Perfusion der Ausbildung einer Lappennekrose erfolgreich entgegenwirken können. Überraschenderweise konterkariert eine gleichzeitige Expression von VEGF und bFGF in diesem ischämischen Lappenmodell die therapeutischen Effekte der Monotherapie. In nachfolgenden Studien bleibt zu klären, inwieweit eine Verzögerung der Expression von bFGF die protektiven Effekte einer Behandlung mit VEGF verstärken kann.