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Einleitung: Ein erfolgreiches Tissue Engineerings (TE) von Skelettmuskelgewebe muss neben den spezifischen Eigenschaften differenzierten Skelettmuskelgewebes, wie Innervation oder paralleler Faseranordnung v.a. eine adäquate Vaskularisation zu erzielen versuchen. Jedes physiologischerweise durchblutete Neo-Gewebe von klinisch relevantem Ausmaß ist bei Überschreitung der Diffusionsgrenzen von einer ausreichenden Vaskularisation abhängig. Daher sind Ansätze, die durch axiale Vaskularisation ein Überleben transplantierter Zellen, sowie eine chirurgische Transplantierbarkeit ermöglichen notwendig. Zu diesen Ansätzen zählt das bereits etablierte mikrochirurgische Modell der arterio-venösen Gefäßschleife (AV-loop), das in dieser Studie zum TE von Skelettmuskelgewebe angewandt wurde. Daneben spielt die Verwendung einer für die klinische Anwendbarkeit vielversprechenden Matrix eine entscheidende Rolle.

Material und Methoden: Zunächst wurden in in vitro Studien verschiedene biokompatible, resoribierbare Matrizes untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden dann an 10 Ratten AV-loops in einer Fibrinmatrizes generiert. In einem Zweiteingriff wurden primäre Myoblasten, die zuvor syngenen Ratten entnommen und expandiert wurden, in die prä-vaskularisierte Matrix injiziert. Nach Explantation zu verschiedenen Zeitpunkten wurden die Präparate molekularbiologisch und immunhistochemisch aufgebarbeitet.

Ergebnisse: Abhängig von der Zusammensetzung der Fibrinmatritzes fanden sich unterschiedliche Proliferations- und Differenzierungsraten der kultivierten Myoblasten. In vivo fanden sich in den AV-loop prävaskularisierten Gruppen eine signifikante Resorption der Fibrinmatrix über die Zeit. Es konnten dennoch bis zu 8 Wochen nach Transplantation Myoblasten anhand ihrer CFDA-Markierung nachgewiesen werden. Es fand sich eine höhere Zahl überlebender Zellen in den AV-loop Matrizes verglichen mit den Kontrollgruppen. Die identifizierten Spenderzellen zeigten in der Immunhistochemie größtenteils eine Expression des myogenen Transkriptionsfaktors MyoD. Die RT-PCR Analyse zeigte eine Expression von Desmin und MEF-2d nach 4, sowie MyoD nach 8 Wochen, während die Expression anderer muskelspezifischer Gene negativ war. Es konnte keine Fusion zu kontraktilen Muskelfasern nachgewiesen werden. Die Verwendung des AV-loop Modells zeigte eine erhöhte Überlebensrate der transplantierten Myoblasten. Eine Fusion zu Muskelfasern und somit weitergehende Differenzierung blieb jedoch aus.

Schlussfolgerung: Weitere Verbesserungen könnten eine Verringerung der Resorptionsquote der verwendeten Matrix sowie die Inkorporation eines Nervenstumpfes zur Differenzierungsinduktion darstellen. Insgesamt scheint das Modell der durch eine Gefäßschleife prävaskularisierten Matrix ein vielversprechender Ansatz zur Überwindung der Vaskularisationshürde im Bereich des Tissue Engineerings von Skelettmuskelgewebe zu sein.