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Intrinsische Vaskularisation von MSC beladenen AlGel-Kapseln im AV-Loop Modell der Ratte
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Veröffentlicht: | 27. September 2016 |
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Fragestellung: Durch Implantation einer axialen Gefäßschleife (AV-Loop) kann die Vaskularisation von Tissue Engineering Applikationen entscheidend verbessert werden. Darüber hinaus ist die Wahl der verwendeten Zellen und geeigneten Trägermatrix entscheidend für das erfolgreiche Generieren von bioartifiziellen Geweben. Aktuelle Studien belegen, dass die Kombination von Alginat-dialdehyd-gelatine (AlGel) und mesenchymalen Stammzellen (MSCs) äußerst erfolgsversprechend erscheint. Insbesondere werden durch AlGel die Vorgänge osteogene Differenzierung, Vaskularisierung, Zelladhäsion und –proliferation stimuliert. In der vorliegenden Studie soll die Vaskularisation von AlGel-Kapseln in Kombination mit MSCs im AV-Loop Modell der Ratte untersucht werden.
Material und Methoden: Konstrukte aus AlGel (Gruppe A) sowie AlGel und MSCs (Gruppe B) wurden in einer Teflonkammer in die linke Leiste von Lewisratten implantiert. Die AlGel-Kapseln in Versuchsgruppe B wurden vor Implantation mit 5 x106 DiI-gefärbten MSCs versehen. Eine mikrochirurgische Gefäßschleife (AV-Loop) zwischen A. und V. femoralis wurde für die Induktion der intrinsischen Vaskularisation angelegt. Nach 4 Wochen erfolgte vor der Explantation eine intraarterielle Perfusion mit einem röntgendichten Polymer (Microfil®), um das Gefäßnetzwerk visualisieren zu können. Im Anschluss daran fanden µCT-Analysen und eine histologische Auswertung statt, um die Vaskularisation und das Zellüberleben quantitativ und qualitativ zu erfassen.
Ergebnisse: In der Fluoreszenzfärbung konnten zunächst die transplantierten DiI-gefärbten MSCs nachgewiesen werden. Ein Vergleich der Konstruktgrößen beider Versuchsgruppen zeigte auf, dass die Degradation der AlGel-Kapseln durch die zusätzliche Applikation von MSCs erheblich reduziert wird. Eine Fremdkörperreaktion war in beiden Versuchsgruppen vorhanden und es ließ sich kein modulierender Einfluss von MSCs auf die Fremdkörperreaktion nachweisen. Es zeigten sich in beiden Versuchsgruppen nach 4 Wochen vaskularisierte Bindegewebssepten zwischen den AlGel-Kapseln. Zudem war in der Versuchsgruppe, welche mit MSCs versehen wurde, eine deutlich stärkere Vaskularisation der Konstrukte nachweisbar.
Schlussfolgerung: In der durchgeführten Studie konnte gezeigt werden, dass die Transplantation von MSCs in AlGel-Kapseln über einen Zeitraum von 4 Wochen möglich ist und sich hierdurch eine Verbesserung der Vaskularisation erzielen lässt. Somit stellen Konstrukte aus AlGel und MSCs sowie einer axialen Vaskularisierung durch einen AV-Loop einen vielversprechenden Ansatz zur Generierung von bioartifiziellen Geweben dar.