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Fragestellung: Die in-vivo Herstellung von artifiziellen Gewebe erfordert die Transplantation von Vorläuferzellen mit der Fähigkeit, sich zu vollwertigen Zellen innerhalb einer biologischen oder artifiziellen Umgebung zu entwickeln. Ebenso entscheidend für die Entstehung einer dreidimensionalen Gewebe-Struktur sind jedoch auch andere Faktoren wie die Kapillarisierung und die andauernde Stabilisierung der Matrix. Mit dem Ziel einer Stabilisierung der Matrix und gleichzeitig Optimierung der Kapillarisierung und somit auch Erhöhung des cell-survival der in dieser Studie transplantierten Präadipozyten, ist in dieser Studie eine neuartige, vollständig aus Cellulose bestehende Matrix angewendet und evaluiert worden.

Methoden: Die für die isogene Transplantation genutzten Präadipozyten werden aus den inguinalen Fettkörpern von vier bis sechs Wochen alten Wistar-Ratten gewonnen und kultiviert. Die zu evaluierende Matrix besteht vollständig aus Cellulose, produziert durch das Bakterium Gluconacetobacter xylinus. Hieraus erfolgt die Herstellung einer dreidimensionalen Cellulose-Matrix, welche mit vertikalen und horizontalen Kapillarbettstrukturen in 200 µm-Abständen zur Gewährleistung einer ausreichenden Diffusion zur Zellnutrition durchsetzt ist. Es erfolgt in jedem Tier die Implantation von drei Cellulose-Matrices unter drei unterschiedlichen Bedingungen: a) mit 500.000 Präadipozyten subkutan, b) mit 500.000 Präadipozyten vaskularisiert in einem in-vivo Bioreaktor (Vasa epigastrica), c) ohne Präadipozyten subkutan als Kontrolle. Nach Explantation am 14. postoperativen Tag erfolgt die histologische (Zellmorphologie) und immunhistochemischen Evaluation (Kapillarisierung).

Ergebnisse: In allen Versuchsgruppen zeigt sich eine Kapillarisierung entlang der vorgegebenen Kapillarbettstrukturen mit Nachweis von Erythrozyten (H/E-Färbung) sowie Nachweis von Endothelzellen (RECA-1-Immunhistochemie). Eine siginifikant höhere Kapillarisierung zeigt sich in der vaskularisierten Bioreaktor-Gruppe (18,4 vessels/100.000 µm² (Gruppe b) versus 8,1 (Gruppe a), p<0.05). Die Zelldichte ist ebenso in der vaskularisierten Bioreaktor-Gruppe am höchsten, ohne eine Signifikanz zu erzielen. Eine immunogene Reaktion auf die Zellulose-Matrix zeigt sich nicht.

Schlussfolgerung: Die Anwendung der Cellulose-Matrix mit dreidimensionalen Kapillarbettstrukturen zeigt eine deutliche Verbesserung der Neokapillarisierung. Das Zell-Survival ist nach Tag 14 bei Verwendung des vaskularisierten in-vivo Bioreaktors verbessert, jedoch nicht signifikant. Eine neuerliche Versuchsserie über einen längeren Zeitraum (28-42 Tage) ist erforderlich, um das langfristige Zell-Survival und die Stabilitätsvorteile der Cellulose-Matrix zu evaluieren.