Untersuchung zur Evaluation einer neu entwickelten Kollagen-I-Matrix als Trägermaterial humaner Keratinozyten und Fibroblasten im Tiermodell

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URI: http://hdl.handle.net/10900/82015
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-dspace-820151
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-23406
Dokumentart: Dissertation
Date: 2018-05-23
Language: German
Faculty: 4 Medizinische Fakultät
Department: Medizin
Advisor: Held, Manuel (PD Dr.)
Day of Oral Examination: 2018-04-20
DDC Classifikation: 610 - Medicine and health
Keywords: Hautplastik , Kollagen , Haut , Tierversuch
Other Keywords: Keratinozyten
Fibroblasten
Trägermatrix
Kollagenmatrix
Matrix
Kollagen
Tiermodell
Rattenmodell
Hautersatz
dermale Komponente
Dermis
Epidermis
fibroblasts
composite graft
tissue engineering
keratinocytes
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Inhaltszusammenfassung:

Um dem wachsenden Bedarf an geeigneten Methoden der Wundbehandlung von Vollhautdefekten nachzukommen und unabhängiger von dem Verfahren der Spalthauttransplantation zu werden, haben sich in den letzten Jahrzehnten innovative Therapieansätze im Bereich des „Tissue Engineerings“ entwickelt. Dazu gehören unter anderem kollagene Biomaterialien, die als so genannte composite grafts mit dermalen und epidermalen Zellen besiedelt werden, um anschließend als Vollhautersatz zur Hautdefektdeckung genutzt zu werden. In der vorliegenden Arbeit wurde eine neu entwickelte Kollagen-I-Matrix (CCC, Collagen Cell Carrier) im Tiermodell auf die Eignung als Trägermaterial humaner Keratinozyten und Dermisfibroblasten untersucht. Dazu wurde die Kollagenmatrix mit humanen Keratinozyten und Dermisfibroblasten in Suspension mit Matrigel® als so genanntes composite graft besiedelt. Diese composite grafts wurden in „upside-down“ Technik in epifasziale Implantationskammern auf dorsale Vollhautdefekte athymischer Ratten eingebracht. Jedes Versuchstier wurde mit drei Implantationskammern versehen. Die Fragestellung dieser Arbeit wurde im Rahmen eines umfangreicheren Projektes realisiert. Die Verteilung verschiedener Versuchsansätze erfolgte randomisiert auf die Transplantationskammern von insgesamt 30 Tieren. Von 30 Ratten innerhalb des Gesamtprojektes entfielen rechnerisch 8 Ratten als Träger der in dieser Studie untersuchten Präparate. Jeweils nach 14 Tagen (6 Proben, 2 Tiere) und 28 Tagen (5 Proben, ca. 2 Tiere) wurden den Empfängertieren die Gewebeproben des composite grafts entnommenen und makroskopisch wie histologisch untersucht. Ein Vergleichsansatz aus humanen Keratinozyten und Dermisfibroblasten mit Verwendung der Matrix aber ohne vorherige Besiedlung diente als Kontrolle (Explantation nach 14 Tagen, 7 Proben, 2-3 Tiere; Explantation nach 28 Tagen, 6 Proben, 2 Tiere). Die vorbeschriebenen, positiven mechanischen Eigenschaften der Kollagenmatrix konnten in dieser Studie im Rahmen der Handhabung der besiedelten Matrix bestätigt werden. In der deskriptiven histologischen Auswertung zeigten sich zwischen den Vergleichsgruppen und im zeitlichen Verlauf keine wegweisenden Unterschiede in Bezug auf Neoepithelialisation, Vaskularisierung und Infiltration durch Entzündungszellen. Die gemessene Keratinozytenschichtdicke des nach 14 und 28 Tagen postoperativ explantierten composite grafts wies im zeitlichen Verlauf keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den errechneten Mittelwerten (10,19±9,12 μm vs 14,26±7,80 μm; p= 0,184) auf. Auch die errechneten Mittelwerte der Keratinozytenschichtdicke der nach 14 und 28 Tagen postoperativ explantierten Proben der Vergleichsansätze wiesen keinen statistisch signifikanten Unterschied auf (21,96±8,30 μm vs 26,74±10,48 μm; p= 0,12). Jedoch zeigten sich im Vergleich der Versuchsansätze untereinander (composite graft vs. Kontrollansatz ohne vorherige Kultivierung der Zellen auf der Kollagenmatrix) jeweils nach 14 Tagen sowie nach 28 Tagen signifikante Differenzen (10,19±9,12 μm vs 21,96±8,30 μm; p= 0,00 und 14,26±7,80 μm vs 26,74±10,48 μm; p= 0,001). Aufgrund der begrenzten Anzahl an Vergleichsproben sollte die Signifikanz der erhobenen Daten äußerst kritisch und als Tendenz betrachtet werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit erlauben unter anderem bezüglich der Methodik (Wahl des Tiermodells, „upside-down“ Technik) eine kritische Interpretation und können als Grundlage für weitere Studien dienen. Prinzipiell erscheint anhand der gewonnenen Daten die Bildung einer Epithelschicht durch Kultivierung von humanen Fibroblasten und Keratinozyten auf der untersuchten Kollagenmembran (CCC) in vivo möglich zu sein. Das untersuchte Material hat sich in den Versuchen als Trägermaterial für die untersuchten Zellen als geeignet dargestellt. Dies ermutigt zu weiterführenden Untersuchungen im Bereich Tissue Engineering und Regenerative Medizin.

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