gms | German Medical Science

Fragestellung: Eine erfolgreiche Wundversorgung, insbesondere bei großflächigen und tiefen Brandverletzungen, erfordert oft abdeckende Biomaterialien. In tiefen dermalen Wunden sind die für die Wundheilung wichtigen Fibroblasten oft stark in ihrer Proliferation und Wachstum beeinträchtigt. Zahlreiche Polymere können als Wunddressings verwendet werden. Das aus einem synthetischen Polymerbestehende Suprathel und das aus mikrobieller Cellulose aufgebaute Cuticell sollen die Reepithelialisierung bei Wundheilungen fördern. Daher ist das Ziel dieses Projektes Adhärenz, Überleben und Morphologie von murinen und humanen Fibroblasten auf zwei als Wound dressing eingesetzten Biomaterialien in zwei verschiedenen statischen Kulturen und einem dynamischen Kulturmodell zu testen.

Methoden: Die Besiedlung der Materialien mit der murinen Fibroblastenzelllinie und frisch isolierten kindlichen humanen Fibroblasten wurde für 24h–7d im2D/3D Kulturansatz getestet. Makroskopische und mikroskopische Aufnahmen wurden zur Darstellung der Beschaffenheit und Struktur der beiden unterschiedlichen Materialien gemacht. Das Zellüberleben wurde während der Kulturzeit mit der Lebend-Tot-Färbung überprüft und das Verhältnis lebender zu toter Zellen durch Zählung bestimmt. Eine Übersichtsfärbung der Kulturen wurde mit Hämatoxylin-Eosin durchgeführt. Mit Hilfe einer F-Aktin- und Zellkernfärbung wurde die Zytoskelettarchitektur nachgewiesen.

Ergebnisse: Die Besiedelung der Polymer Wunddressings Cuticell und Suprathel mit murinen Fibroblasten war über die Kulturzeit in fast allen getesteten Kultursystemen erfolgreich. Auf Suprathel zeigten die murinen Fibroblasten im Vergleich zu Cuticell in der statischen Objektträgerkultur früher eine flache, ausgebreitete Zellform mit multiplen fokalen Zelladhäsionspunkten. Es konnte mittels statistischer Auswertung für die statische 3D-Kultur gezeigt werden, dass auf Cuticell sowohl nach 48h als auch nach 72h mehr Fibroblasten überlebten als auf Suprathel. Dafür könnte möglicherweise eine geringere Permeabilität des Materials für Nährstoffe ursächlich sein. Die Rotationskultur führte bei beiden Materialien und Fibroblastentypen zu einer Zellclusterbildung. Die humanen Fibroblasten hingegen zeigten bereits nach 24h eine deutlich ausgeprägte Adhärenz sowohl in der Objektträger Kultur als auch in der dynamischen Rotationskultur. Nach 7d in der Rotationskultur haben die humanen Fibroblasten fast das gesamte Material besiedelt und sphäroidartige Zellcluster gebildet. Im Gegensatz zu den murinen Fibroblasten konnten die humanen Fibroblasten nicht an der Medium-Luftgrenze überleben.

Schlussfolgerungen: Die mit murinen und humanen Fibroblasten erzielten Ergebnisse zeigten hohe Zytokompatibilität beider Materialien und implizieren aber Unterschiede im Zellverhalten. Nun soll zur Testung dieser und weiterer z.B. auch antimikrobiell wirkender Biomaterialien ein humanes 3D Zellmodell indem die Schichtung humaner Haut berücksichtigt und etabliert werden können.