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Photosyntheses induced pro-regenerative Sutures
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Veröffentlicht: | 16. August 2017 |
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Hintergrund: Sowohl Weichteildefekte als auch Operationswunden führen zu Störungen des Gefäßnetzwerkes. Dies resultiert in einer Minderperfusion des Gewebes und einer Beeinträchtigung des Wundheilungsprozesses durch Hypoxie, schlechter Regenerationsfähigkeit und erhöhter Infektionsraten. Es wurden bereits einige Versuche unternommen, die chirurgisches Nahtmaterial als Trägersystem für aktive Zellen oder Moleküle verwenden, um den Heilungsprozess zu verbessern.
Material und Methoden: Unter Verwendung von genetisch modifizierten Mikroalgen, die Photosynthese betreiben, entwickelte unser Team die erste Generation von photosynthetischen Biomaterialien. Diese verringern in Gegenwart von Licht durch die konstante Zufuhr von photosynthetischem Sauerstoff die Gewebehypoxie, was die Oxygenierung des Gewebes in Abwesenheit von Umwelt-bezogener oder Gefäß-Sauerstoffversorgung ermöglicht. Diese Strategie wurde implementiert, um photosynthetische Scaffolds zu konstruieren, die neben Sauerstoff auch andere pro-regenerative Moleküle sezernieren können. Dies führt zu konstanter Wachstumsfaktorversorgung.
Ergebnisse: In diesem Projekt haben wir bioaktive chirurgische Nahtmaterialien, die durch Photosynthese ständig Sauerstoff und Wachstumsfaktoren freisetzen entwickelt. Es wurde gezeigt, dass biologisch abbaubare Polyglaktin-Nähte mit Mikroalgen Chlamydomonas reinhardtii angereichert werden können, sich diese gleichmäßig unter und in den Faden-Filamenten verteilen, in der Naht lebensfähig bleiben und eine hohe Biokompatibilität und photosynthetische Aktivität in vitro zeigen. Die Algen widerstehen auch der mechanischen Belastung, die auf die Naht wirkt. So zeigen unsere Versuche, dass ein Großteil der Zellen in der Naht geblieben ist und ihre metabolische Aktivität beibehalten hat. Darüber hinaus können zellgefüllte Nähte kryokonserviert werden und behalten trotzdem eine hohe Lebensfähigkeit bei. Zusätzlich wurden die Abgabe von Wachstumsfaktoren und das regenerative Potential in vitro bewertet.
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Studie stellen den ersten Schritt zur Konstruktion von Photosynthese-Nähten mit pro-regenerativen Merkmalen dar und können zur Etablierung neuer therapeutischer Ansätze zur Behandlung von Haut- oder anderen Gewebe-Defekten beitragen.