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Fragestellung: Die in-vivo Herstellung von artifiziellen Muskel-Gewebe erfordert die Transplantation von Vorläuferzellen mit der Fähigkeit, sich zu vollwertigen Myocyten zu entwickeln. Hierzu werden in der Regel teilungsfähige Satellitenzellen verwendet. Ebenso entscheidend für die Entstehung einer muskelähnlichen Struktur sind jedoch auch andere Faktoren wie die Kapillarisierung und die Stabilisierung der Matrix. Mit dem Ziel einer Stabilisierung der fibrinhaltigen Matrix und somit auch Erhöhung des cell-survival der transplantierten Zellen, sind in dieser Studie PDLLA-Polymerstrukturen als Teil der Matrix implementiert worden.

Methoden: In dem von uns entwickelten Tiermodell der Ratte (Dunda et al. 2012) erfolgt die Implantation einer in-vivo Bioreaktor-Kammer in den Bereich der Bauchwand, wobei die Vasa epigastrica als zentrale Versorgungsgefäße innerhalb des dreidimensionalen artifiziellen Gewebes mit Fibrin als Grundmatrix verwendet werden. Zur Stabilisierung der Fibrin-Matrix erfolgt zusätzlich die Implementierung von PDLLA-Polymerstrukturen, die Kontrollgruppe beinhaltet kein PDLLA. Die transplantierten Myoblasten sind vorab mit dem Luciferase-Gen tranfiziert, sodass mittels Biolumineszenz ein non-invasives Monitoring der transplantierten Zellen möglich ist (an den Tagen 0, 1, 3, 7, 10, 14). An Tag 14 erfolgt abschliessend die Explantation des artifiziellen Muskelgewebeblockes zur weiteren histologischen und immunhistochemischen Evaluation.

Ergebnisse: Die Biolumineszenz-Messungen ergeben für beide Gruppen (Gruppe I mit und Gruppe II ohne PDLLA) keine signifikanten Unterschiede an den ersten 7 Tagen nach Zelltransplantation (5,20 10⁷ zu 8,75 x10⁷ photons/sec). An den Untersuchungstagen 10 und 14 stellt sich mit bekannten Denaturierung der Fibrinmatrix ein deutlicher Rückgang der in der Biolumeneszenz zu messenden Lichtsignale als Zeichen vitaler Zellen ein (Tag 14: 3,39 x10⁶). Demgegenüber sind in der PDLLA-Gruppe signifikant höhere Aktivitäten nachweisbar (Tag 14: 2,88 x10⁷). Ein ähnliches Bild mit erhaltender dreidimensionaler Matrix, Kapillarisierung und signifikant weniger apoptotischer Zellen zeigt sich sowohl in H/E- als auch MyoD- und Apoptose-Bildgebung zugunsten der PDLLA-Gruppe.

Schlussfolgerung: Die Implementierung von PDLLA-Polymerstrukturen stabilisiert die fibrinhaltige Matrix und verbessert somit indirekt das cell-survival der transplantierten Zellen. in weiteren Versuchen ist eine Fortführung der Untersuchungstage deutlich über die bisher durchgeführten 14 Tage erforderlich, um einen weiteren Schritt in Richtung klinischer Anwendung gelangen zu können.