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Laser-Druck von Hautzellen und humanen mesenchymalen Stammzellen zur Herstellung zellulärer Matrixkonstrukte
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Authors
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Heiko Sorg
- Klinik für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Medizinische Hochschule Hannover, Deutschland
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Stefanie Kuhn
- Klinik für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Medizinische Hochschule Hannover, Deutschland
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Ralf Gäbel
- Klinik für Herzchirurgie, Forschungslaboratorien für kardialen Gewebe- und Organersatz, Rostock, Deutschland
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Kerstin Reimers
- Medizinische Hochschule Hannover, Klinik für Plastische-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Hannover, Deutschland
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Lothar Koch
- Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover, Deutschland
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Martin Gruene
- Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover, Deutschland
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Sabrina Schlie
- Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover, Deutschland
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Nan Ma
- Klinik für Herzchirurgie, Forschungslaboratorien für kardialen Gewebe- und Organersatz, Rostock, Deutschland
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Boris Chichkov
- Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover, Deutschland
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Gustav Steinhoff
- Klinik für Herzchirurgie, Forschungslaboratorien für kardialen Gewebe- und Organersatz, Rostock, Deutschland
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P.M. Vogt
- Medizinische Hochschule Hannover, Klinik für Plastische Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Hannover, Deutschland
| Published: | May 17, 2010 |
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Einleitung: Hauptprobleme des Tissue Engineerings von komplexen Gewebestrukturen liegen in den nur eingeschränkten Möglichkeiten, Zellen dreidimensional in einer Matrix anzuordnen, den erwünschten Zelltyp in einem hohen Reinheitsgrad zu platzieren und in der nur unzureichenden Versorgung der Zellen nach Implantation. Ziel des hier vorgestellten Forschungsvorhabens ist es daher unter Nutzung des Laserinduzierten Vorwärtstransfers (LIFT), ein dreidimensionales Gewebe aufzubauen. Hierzu wurden kultivierte Hautzellen und mesenchymale Stammzellen (MSC) mit LIFT transferiert und deren Zellverhalten mit nicht transferierten Zellen verglichen.
Material und Methoden: Für den LIFT wurden Keratinozyten, Fibroblasten sowie humane MSC verwendet. Nach LIFT wurden die Zellen auf deren direktes Überleben, Proliferation, Apoptose und eine mögliche DNA-Schädigung untersucht. Die MSC wurden mittels Durchflusszytometrie auf eine mögliche Induktion der Differenzierung nach LIFT analysiert.
Ergebnisse: Mittels LIFT war es möglich, die Zellen in hochpräzisen Mustern mit guter Zellvitalität zu drucken. Das Wachstum der transferierten Hautzellen war gegenüber Kontrollen ähnlich. Die Proliferation der gedruckten hMSC zeigte initial eine kurze Ruhephase, nahm jedoch wieder zu und entsprach der Aktivität der Kontrollzellen. Bei allen Zellen kam es zu keiner signifikanten Erhöhung der Apoptose und auch keiner DNA-Schädigung nach LIFT. In der Durchflusszytometrie der gedruckten hMSC für Stammzellmarker konnten keine signifikanten Unterschiede gegenüber Kontrollzellen festgestellt werden.
Schlussfolgerung: Der Transfer von Hautzellen und humanen Stammzellen mittels LIFT stellt eine neue vielversprechende Methode dar, Zellen in einem vordefinierten Muster schnell und präzise anzuordnen. LIFT führt hierbei zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung der Haut- sowie Stammzellen in Bezug auf Vitalität, Proliferation, Apoptose oder einer DNA-Schädigung. Zudem kommt es zu keiner spontanen Induktion der Stammzelldifferenzierung nach LIFT. Die hier vorgestellte Methode könnte daher einen entscheidenden Beitrag zur Herstellung definierter Gewebe (Haut) bzw. Organe (Gefäße, Herzklappen) darstellen.
