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Periphere Nervenregeneration mit der mikrostrukturierten Nervenleitschiene „NeuroMaix“: Experimentelle Daten und klinischer Ausblick („First-In Human“-Studie)
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Veröffentlicht: | 10. September 2013 |
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Einleitung und Ziele: Die autologe Nerventransplantation bei überkritischen peripheren Nervendefekten ist eine in der rekonstruktiven Plastischen Chirurgie erfolgreich etablierte Methode. Durch die Entwicklung bioartifizieller Nervenleitschienen erhofft man sich, einerseits die Morbidität an der Nervenentnahmestelle vermeiden bzw. reduzieren zu können, andererseits eine ausreichende Anzahl an transplantierbaren Nerven zu erhalten. Nach fast 10 Jahren interdisziplinärer Forschungsarbeit stellen wir abschließende präklinische Ergebnisse unserer Multi-Komponenten-Nervenleitschiene "NeuroMaix“ vor.
Material und Methoden: NeuroMaix besteht aus einem Epineuriumersatz und einer inneren Leitstruktur mit longitudinaler Porenstruktur auf Kollagenbasis. In-vitro Studien beinhalten Besiedlungsversuche mit humanen Schwannzellen und die Evaluation der Zytokompatibilität mittels Immunzytochemie, Rasterelektronenmikroskopie (REM) und 2-Photonen Lasermikroskopie. In-vivo Studien beinhalten präklinische Tierstudien am etablierten N.ischiadicus-Rattenmodell (Lewis Ratten2cm Defektstrecke, 12 Wochen Regenerationsperiode). Verglichen wird die vorgestellte Multi-Komponenten-Nervenleitschiene "NeuroMaix“ (n=10) mit der autologen Nerventransplantation (n=10). Als externe Kontrollgruppe wurde die kommerziell erhältliche Nervenröhrchen (NeuraGen®, Integra LifeSciences, n=10) implantiert. Während der 12 Wochen Regenerationszeit wurden statische Funktionstests (Static Sciatic Index-SSI) durchgeführt. Nach 12 Wochen erfolgten vor der Explantation elektrophysiologische Untersuchungen. Nach der Explantation der Nervenregenerate wurden histologische und morphometrische Auswertungen durchgeführt. Zusätzlich erfolgten an zusätzlichen Tieren retrograde Tracingstudien zur Anfärbung sensibler (Spinalganglion) und motorischer Neurone (Rückenmark).
Ergebnisse: In-vitro konnte eine hohe Zytokompatibilität der humanen Schwannzellen nachgewiesen werden. Als Zeichen einer hohen Vitalität konnten feine und länglich angeordnete Zellfortsätze angefärbt werden. Untersuchungen mit REM und 2-Photonen Lasermikroskopie zeigten eine parallel und perlschnurartige Anordnung der Schwannzellen innerhalb der longitudinalen Porenstruktur, das an die Ausbildung Büngner’scher Bänder erinnerte. Bei der in-vivo Studie zeigten histologische Aufarbeitungen nach 12 Wochen ein gerichtetes axonales Wachstum mit charakteristischen Ranvier’schen Schnürringen. Die regenerierten Axone konnten den Nervendefekt von 2cm überbrücken. Hierbei ordneten sich die regelrecht myelinisierten Axone in Minifaszikeln an, die dem Durchmesser der ursprünglichen longitudinalen Röhrenstruktur des Kollagenträgers entsprachen.
Diskussion und Schlussfolgerungen: Das hier vorgestellte NeuroMaix-Konzept zeichnet sich durch eine Reihe von Eigenschaften aus:
- In-vitro Studien belegten eine hohe Zytokompatibilität der biodegradierbaren Nervenleitschiene.
- Der überkritische Nervendefekt von 2cm im Rattenmodell konnte bereits nach 12 Wochen überbrückt werden.
- Aufgrund der präklinischen in-vitro und in-vivo Ergebnisse steht nun eine First-in-Human klinische Studie bevor mit dem Ziel, sensible Nervendefekte beim Menschen zu überbrücken.