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45. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen (DGPRÄC), 19. Jahrestagung der Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen (VDÄPC), 52. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Plastische, Ästhetische und Rekonstruktive Chirurgie (ÖGPÄRC)

11.09. - 13.09.2014, München

Die hämodynamische Gefäßwandstimulation vermittelt die intrinsische Vaskularisation im arteriovenösen (AV) Loop Modell

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Volker J. Schmidt - Erlangen, Deutschland; BG Unfallklinik Ludwigshafen, Klinik für Hand-, Plastische- und Rekonstruktive Chirurgie - Schwerbrandverletztenzentrum - Plastische Chirurgie der Universität Heidelberg, Ludwigshafen, Deutschland
  • Jennifer M. Covi - Universitätsklinikum Erlangen, Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Erlangen, Deutschland
  • Johannes G. Hilgert - Universitätsklinikum Erlangen, Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Erlangen, Deutschland
  • Christian Weis - Universitätsklinikum Erlangen, Plastisch- und Handchirurgische Klinik, Erlangen, Deutschland
  • Andreas Arkudas - Erlangen, Deutschland
  • Justus P. Beier - Erlangen, Deutschland
  • Raymund E. Horch - Erlangen, Deutschland
  • Ulrich Kneser - Ludwigshafen, Deutschland

Deutsche Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen. Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen. Österreichische Gesellschaft für Plastische, Ästhetische und Rekonstruktive Chirurgie. 45. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen (DGPRÄC), 19. Jahrestagung der Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen (VDÄPC), 52. Jahrestagung der Österreichischen Gesellschaft für Plastische, Ästhetische und Rekonstruktive Chirurgie (ÖGPRÄC). München, 11.-13.09.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. Doc205

doi: 10.3205/14dgpraec120, urn:nbn:de:0183-14dgpraec1200

Veröffentlicht: 3. September 2014

© 2014 Schmidt et al.
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Gliederung

Text

Eines der zentralen Probleme der regenerativen Medizin ist die mangelhafte Durchblutung von künstlich hergestelltem Gewebe. Ein vielversprechender Ansatz ist hierbei die in vivo Neuzüchtung von transplantationsfähigen Einheiten, welche durch eine axial eingebrachte und angioinduktive Gefäßschleife mit einem mikrovaskulären Netzwerk ausgestattet werden.

Da die zugrunde liegenden Mechanismen dieser speziellen Angiogenese-Form weitgehend ungeklärt sind, wurden der Einfluss der geänderten Hämodynamik sowie die Rolle von VEGF und Gap junction bildenden Strukturproteinen in diesem Zusammenhang untersucht.

Bei dem AV Loop Modell zur intrinsischen Vaskularisation wurde bei der Ratte eine Vene zwischen das ortsständige arterielle und venöse System interponiert und als arteriovenöse Venenschleife in eine speziell dafür angefertigte subkutane und mit Fibringel gefüllte Teflonkammer überführt. In einem speziellen Ansatz wurde zur Modifikation der Flussverhältnisse das venöse Interponat nicht wie üblich in den AV Shunt sondern in die arterielle Strombahn eingebracht (AVA Loop). Die Schleife wurde auch hier in die Fibrin-gefüllte Teflonkammer überführt. Nach 15 Tagen wurde das Konstrukt nach Farbstoffperfusion explantiert und anschließend das Ausmaß der Angiogenese anhand von 2-dimensionalen Paraffinschnitten mit einem computergestützten Algorithmus automatisch in verschiedenen Ebenen quantifiziert. Weiterhin erfolgten µCT-Analysen der Angiogenese und eine exakte Charakterisierung der in vivo Blutflussdynamik mittels Ultraschall-Transit Sonden. Neben dem Blutfluss wurde auch die Rolle von VEGF auf die AV assoziierte Angiogenese durch systemische Gabe des monoklonalen VEGF-Antikörpers Bevacizumab (45mg/kg KG) untersucht. Darüber hinaus wurde die Expression des Gap junction bildenden Strukturproteins Cx43, das seit wenigen Jahren mit Blutfluss vermittelten Angiogenese-Prozessen in Verbindung gebracht wird, im venösen Loop Graft ermittelt.

Ohne Hinzugabe von wachstumsfördernden Substanzen zeigte sich nach Explantation eine starke Gefäßaussprossung in die Peripherie der Kammer mit Bildung eines 3-dimensionalen Gefäßnetzwerkes. Interessanterweise blieb im modifizierten AVA Loop Modell, bei dem die Flussverhältnisse der normalen arteriellen Einstrombahn glichen und nicht wie im AV Loop Modell eine drastische Erhöhung des Blutflusses und der Flussamplitude aufwiesen, eine Neoangiogenese aus. Während im klassischen AV Loop Modell eine spezifische Induktion des potentiell angiogenen Cx43 in den Endothelzellen des venösen Grafts sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene zu beobachten war, blieb diese im AVA Modell aus. Als Kontrolle dienten hier die Femoralvenen, welche nach distaler und proximaler Absetzung wieder in die ursprüngliche venöse Strombahn eingenäht wurden, um so den Einfluss des chirurgischen Manövers auf die Connexin Expression auszuschließen (SHAM Gruppe). Die systemische Inhibition von VEGF führte zu einer annähernden Halbierung (p<0.01) sowohl der entstandenen Neugefäßanzahl als auch der ermittelten Gesamtgefäßfläche.

Die Untersuchungen belegen den Einfluss der hämodynamischen Stimulation des venösen Interponates als Ursache der AV Loop assoziierten Angiogenese. In der weiteren Signalkaskade scheinen sowohl Cx43 als auch VEGF eine wesentliche Rolle zu spielen. Das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen der AV Loop Angiogenese ist eine zentrale Säule, um den klinischen Einsatz intrinsisch vaskularisierter Konstrukte in der rekonstruktiven Chirurgie zu ebnen.