Quervernetzte Hyaluronsäure als Glaskörpereresatz

Abstract

HINTERGRUND: Ziel der Studie war die Erschaffung eines künstlichen Glaskörperersatzes mittels Quervernetzung von Hyaluronsäure. Dieser sollte klar, biokompatibel und dreidimensional sein, ohne die optische Refraktion zu ändern.

METHODEN: Durch den Einsatz von Dihydraziden und durch die Photopolymerisation mit UV-Licht konnten zwei verschiedene quervernetzte Hyaluronsäuregele hergestellt werden. Um den Abbau der Hydrogele beurteilen zu können, wurde der Abbau von Hyaluronsäure mittels photometrischer Messung von Uronsäure, einem Abbauprodukt der Hyaluronsäure bestimmt. Desweiteren wurden verschiedene Zellkulturversuche durchgeführt, um den in-vitro Effekt auf retinale Pigmentepithelzellen zu beschreiben.

ERGEBNISSE: Die hergestellen Hydrogele waren klar, dreidimensional und zu einem gewissen Grad elastisch. Über den Beobachtungszeitraum von einem Monate zeigte sich nur ein geringer Abbau der Hyaluronsäuregele. In den Zellkulturversuchen fand sich praktisch keine von den Hyaluronsäuregelen ausgehende Toxizität.

ZUSAMMENFASSUNG: Es konnten zwei verschiedene Wege aufgezeigt werden, um eine Glaskörperersatz aus Hyaluronsäure herzustellen. Beide Hyaluronsäuregele hatten ähnliche physikalische Eigenschaften und zeigten in vitro einen langsamen Abbau. Außerdem schienen sie beide biokompatibel zu sein.

PURPOSE: Aim of the study was to create an artificial vitreous substitute by cross-linking the biopolymer hyaluronic acid in order to obtain a clear, biocompatible, antiproliferative, antiadhesive, three-dimensional hydrogel that does not change the optical refraction properties.

METHODS: Different hydrogels were assembled by cross-linking hyaluronic acid either with hydrazides or by photopolymerization with uv-light. To quantify the degradation of the hydrogels the release of hyaluronic acid was measured photometrically by means of the degradation product uronic acid. Furthermore various cell culture methods were used to monitor the in vitro effects of the hydrogels on retinal pigment epithelium cells (RPE cells).

RESULTS: The developed hydrogels were all clear and transparent, three-dimensional and rubberlike. The quantification of the degradation products revealed that only a small release occurred during the observation period of one month. No toxicity and induction of apoptosis against RPE cells was found in the in vitro experiments.

CONCLUSION: Two ways to create a three-dimensional vitreous substitute by cross-linking hyaluronic acid exist. Both hydrogels have similar qualities concerning transparency and consistency as well as the apparent slow degradation. Moreover, the hydrogels seem to be biocompatible and thus conform with many of the desired properties. However, the problem of a practical application (i. e. cross-linking in situ) remains to be solved.