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Fragestellung: Die Vaskularisierung von Tissue engineering-Konstrukten stellt ein bisher ungelöstes Problem dar. Dies ist die Hauptursache für den bisher nur bescheidenen Einzug der vielversprechenden Tissue engineering-Ansätze in die Klinik. Jüngste Arbeiten zum Dezellularisieren ganzer Organe haben hier neue Perspektiven eröffnet. Allerdings benötigen die existierenden Dezellularisierungsprotokolle mehrere Tage. Zudem wurden die gewonnenen Biomatrizes bisher nur mit Zellen besiedelt, welche aus demselben Gewebe stammten, aus dem die Biomatrix gewonnen wurde. Alternativ wurden sie mit Stammzellen besiedelt, welche in Zellen des gleichen Gewebes differenzierten, dem die Biomatrix entstammt.

Methodik: Im Rahmen der präsentierten Arbeit erarbeiteten wir ein neues, standardisiertes, zeiteffizientes und reproduzierbares Protokoll zur Dezellularisierung solider Gewebe. Hierzu wurden Rattennieren durch Perfusion mit unterschiedlichen Protokollen Azellularisiert. Diese basieren auf dem Detergenz SDS. Es wurden systematisch Perfusionszeit und SDS-Konzentration verändert um ein möglichst schnelles und sicheres Dezellularisierungsprotokoll zu erarbeiten. Nach Etablierung des Protokolls wurden die Nieren mit primären humanen Osteoblasten besiedelt und für 2 Wochen unter dynamischen Bedingungen kultiviert. Proben zur histologischen, immunhistologischen und rtPCR-Untersuchung wurden nach 1, 5 und 14 Tagen gewonnen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Mit Hilfe des etablierten Protokolls erhält man nach nur 5 Stunden eine fertige Biomatrix mit intaktem Gefäßnetz. Damit dauert das Protokoll signifikant kürzer als die bisher publizierten Verfahren. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass die Biomatrizes als universelle Matrix zum Tissue engineering von vaskularisierten Geweben - sogar jenseits von Gewebe- oder Artgrenzen hinaus - anwendbar sind. Dies zeigten wir, indem wir primäre humane Osteoblasten in eine Rattennieren-Biomatrix eingebracht haben. Hier verteilten sich die Zellen homogen in der Matrix und proliferieren während 14 Tagen unter dynamischen Kulturbedingungen. Dabei behielten die Zellen nicht nur ihren ursprünglichen Phänotyp, sondern zeigen auch starke metabolische Aktivität. Sie produzierten große Mengen Osteocalcin und zeigten Alkalische phosphatase Aktivität. Ausserdem exprimierten sie eine Vielzahl von Osteocytenmarkern in der rtPCR. Durch ihre metabolische Aktivität verändern die Osteoblasten die Biomatrix zu einer knochenähnlichen extrazellulären Matrix.

Die Arbeit zeigt, dass die Dezellularisierungstechnik das Potential hat, eine Plattformtechnologie für das Tissue engineering zu werden. Sie kann potentiell eine universell anwendbare und einfach herzustellende Matrix schaffen, die das bisher ungelöste Problem der Vaskularisierung adressiert.