« Forschungslandschaft: Projekte

In vitro Endothelialisierung von kleinkalibrigen Gefäßprothesen aus bakterieller Nanozellulose in Abhängigkeit von der Beschichtung mit Albumin, Fibronektin oder Heparin.

Die Bypass-Operation an der Koronararterie ist die häufigste Herzoperation in der westlichen Gesellschaft. Bei vielen Patienten steht nicht genügend körpereigenes Transplantatmaterial zur Verfügung. Alternativen, wie z. B. synthetische Transplantate aus Kunststofffasern, haben keine vernünftigen Ergebnisse erbracht. Diese schlechten Ergebnisse wurden hauptsächlich auf die mechanische Instabilität und die hohe Thrombogenität zurückgeführt. Es ist uns gelungen, innovative Gefäßtransplantate aus bakterieller Nanocellulose (BNC) herzustellen. Diese Transplantate haben mechanische Eigenschaften, die mit denen von körpereigenen Gefäßen vergleichbar sind. Erste Experimente zeigten eine hohe Verschlussrate, die hauptsächlich auf eine fehlende Endothelialisierung mit anschließender Thrombose zurückzuführen ist. Das Erreichen der Endothelialisierung von Gefäßtransplantaten durch das Abfischen von im Blut zirkulierenden endothelialen Vorläuferzellen gilt als heiliger Gral des vaskulären Tissue Engineering. Neuere Studien berichten über eine verstärkte Endothelialisierung von BNC nach einer spezifischen Beschichtung. In unseren eigenen früheren Arbeiten haben wir BNC erfolgreich mit Albumin, Fibronektin und Heparin beschichtet. In einem ersten Experiment konnten wir eine verstärkte Expansion von aus Venen isolierten vaskulären Endothelzellen auf den beschichteten BNC-Transplantaten nachweisen. Das Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen der Beschichtung auf die Endothelialisierung unter physiologischen Bedingungen zu untersuchen. Dazu verwenden wir einen Bioreaktor, der in unserem Labor bereits etabliert ist. In diesem Bioreaktor werden beschichtete und unbeschichtete Röhrchen mit humanen und ovinen vaskulären Endothelzellen oder endothelialen Vorläuferzellen besiedelt und mit Zellkulturmedien unter in-vivo-Bedingungen hinsichtlich Fluss, Druck und Temperatur perfundiert. Nach dreitägiger Kultivierung werden die auf der Transplantatoberfläche expandierten Endothelzellen quantifiziert und funktionell charakterisiert. Wir erwarten, dass die Beschichtungen zu einer verstärkten Endothelialisierung mit endothelialen Progenitorzellen führen. Die Ergebnisse dieser Studie sind wesentlich für zukünftige Strategien zur Entwicklung alternativer Transplantatmaterialien und werden die Grundlage für nachfolgende in-vivo Tierversuche bilden.