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49. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen (DGPRÄC), 23. Jahrestagung der Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen (VDÄPC)

13.09. - 15.09.2018, Bochum

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Evaluation unterschiedlicher Hydrogele für das Bioprinting von Endothelzellen zur Vaskularisation artifizieller Implantate

Meeting Abstract

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  • Leo Benning - Klinik für Plastische und Handchirurgie, Universitätsklinik Freiburg
  • Leo Benning - Klinik für Plastische und Handchirurgie, Universitätsklinik Freiburg
  • Stefan Zimmermann - Labor für MEMS Anwendungen, Institut für Mikrosystemtechnik, Universität Freiburg
  • Ludwig Gutzweiler - Labor für MEMS Anwendungen, Institut für Mikrosystemtechnik, Universität Freiburg
  • Kevin Tröndle - Labor für MEMS Anwendungen, Institut für Mikrosystemtechnik, Universität Freiburg
  • Peter Koltay - Labor für MEMS Anwendungen, Institut für Mikrosystemtechnik, Universität Freiburg
  • G. Björn Stark - Klinik für Plastische und Handchirurgie, Universitätsklinik Freiburg
  • presenting/speaker Günter Finkenzeller - Klinik für Plastische und Handchirurgie, Universitätsklinik Freiburg

Deutsche Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen. Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen. 49. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft der Plastischen, Rekonstruktiven und Ästhetischen Chirurgen (DGPRÄC), 23. Jahrestagung der Vereinigung der Deutschen Ästhetisch-Plastischen Chirurgen (VDÄPC). Bochum, 13.-15.09.2018. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2018. Doc197

doi: 10.3205/18dgpraec197, urn:nbn:de:0183-18dgpraec1971

Published: September 20, 2018

© 2018 Benning et al.
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Fragestellung: In Tissue Engineering Anwendungen kann durch die Implantation von Endothelzellen (ECs) ein funktionelles Blutgefäßsystem etabliert werden. Neuartige 3D-Zelldrucktechnologien könnten das Potenzial besitzen diesen Prozess zu verbessern, da hierbei die Möglichkeit eröffnet wird ein geordnetes präformiertes Gefäßnetz zu drucken. In dieser Studie wurden unterschiedliche Hydrogele getestet mit dem Ziel ein geeignetes Hydrogel für das Inkjet-basierte Bioprinting von ECs zu identifizieren.

Methoden: Matrigel, Fibrin, Kollagen, Gelatine, Agarose, Pluronic F-127, Alginat und Alginat/Gelatine wurden in jeweils unterschiedlichen Konzentrationen getestet in Bezug auf I.) die Unterstützung vaskulogenese-relevanter EC-Zellparameter (Vitalität, Proliferation, Sprouting), II.) ihre rheologischen Eigenschaften, III.) ihre Stabilität in wässriger Lösung und IV.) ihre Verdruckbarkeit.

Ergebnisse: Pluronic F-127 und Alginat/Gelatine waren instabil in Zellkulturmedium. Agarose, Pluronic F-127, Alginat und Alginat/Gelatine waren ungeeignet für das Bioprinting, da ECs auf diesen Gelen nicht adhärieren bzw. nicht proliferieren konnten. Gelatine war in der Lage die Proliferation zu unterstützen, aber ECs konnten hierin keine kapillar-ähnliche Strukturen ausbilden. In unseren Experimenten zeigten Fibrin und Kollagen die besten Eigenschaften in Bezug auf das Bioprinting von ECs, da diese Hydrogele in wässriger Lösung stabil waren, positive Effekte zeigten auf die oben genannten vaskulogenese-relevanten Zellparameter und sehr gute Verdruckbarkeit aufzeigten. ECs in Form von EC-Sphäroiden konnten mittels Inkjet-Printing in Fibrin und Kollagen gedruckt werden und waren in der Lage nach dem Drucken kapillar-ähnliche endotheliale Strukturen auszubilden.

Schlussfolgerung: Kollagen bzw. Fibrin repräsentieren exzellente Hydrogele für das Inkjet-basierte Bioprinting von ECs.