There is convincing evidence in vivo that the vascular homing of endothelial progenitor cells (EPCs) contributes to rapid endothelial regeneration, which could prevent thrombosis and restenosis of cardiovascular devices. To enhance the EPC homing on cardiovascular devices, immobilization of an EPC capture agent (e.g. an anti-CD34 antibody) on the surface of cardiovascular devices is critical. We describe a way of immobilizing anti-CD34 Ab on 316L Stainless Steel (316L SS). For this, surface modification of 316L SS was performed via self-polymerization of dopamine (DA) and covalent grafting of staphylococcal protein A (SPA). On this coating the anti-CD34 Abs were oriented immobilized through their Fc constant region with SPA. In this process, the results of quartz crystal microbalance, X-ray photoelectron spectroscopy and water contact angle studies indicate that DA, SPA and anti-CD34 Ab were successfully immobilized onto the surface step by step. In vitro blood-compatibility tests confirmed that the modified surface induced less pro-coagulant fibrinogen denaturation, less platelet adhesion and lower activation of the adherent platelets. The affinity of EPCs for the modified surface has been demonstrated under flow conditions. This study provides potential applications for cardiovascular implant materials.

Bei angeborenen Herzfehlern, die bei 1 bis 1,2 % aller Lebendgeburten auftreten und so-mit die häufigste behandlungsbedürftige Organfehlbildung darstellen, kommen regelhaft kardiovaskuläre Implantate im Rahmen der chirurgischen bzw. interventionellen Therapie zum Einsatz. Hierzu zählen u. a. Shunts, Patches und Okkluder, die aus verschiedenen Implantatmaterialien hergestellt werden. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin – basierend auf histologischen Untersuchungen – Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten bezüglich der Biokompatibilität nicht-metallischer Implantatmaterialien zu prüfen, da eine bewusste Materialauswahl kardiovaskulärer Implantate zur Therapie angeborener Herzfehler zu besseren Langzeitergebnissen der Implantate beitragen kann. Untersucht wurden Implantate, die im Rahmen von Korrekturoperationen entnommen wurden und anschließend im Forschungslabor für Pädiatrische Kardiologie und Intensivmedizin der Universitätsmedizin Göttingen ausgewertet wurden: Shunts aus PTFE (n = 21, durchschnittliche Implantationszeit: 18 Monate), Patches aus PTFE (n = 13, durchschnittliche Implantationszeit: 247 Monate) und Polyester (n = 4, durchschnittli¬che Implantationszeit: 321 Monate) sowie Okkluder aus PTFE (n = 3, durchschnittliche Implantationszeit: 74 Monate), Polyester (n = 9, durchschnittliche Implantationszeit: 30 Monate) und PVA (n = 2, durchschnittliche Implantationszeit: 23 Monate). Zur Herstellung histologischer Präparate wurden metallhaltige Implantate (Okkluder) sowie solche mit bereits makroskopisch sichtbarer Verkalkung in Methylmethacrylat-Kunstharz eingebettet und anschließend gesägt und geschliffen, sodass sie lichtmikroskopisch ausgewertet werden konnten. Die anderen Implantate wurden in Paraffin eingebettet und geschnitten. Neben konventionellen Färbungen zur Übersicht und Darstellung von Verkalkungen wurden immunhistochemische Färbungen eingesetzt. Unabhängig vom Implantatmaterial konnte regelhaft eine endothelialisierte und neovaskularisierte Pseudointima, hauptsächlich am ehesten aus Myofibroblasten und Fibroblasten bestehend, dargestellt werden. Das im Implantatmaterial neu gebildete Gewebe bestand hauptsächlich aus Fibroblasten und war neovaskularisiert. Implantatassoziierte, chronische Entzündungsreaktionen – getragen durch Makrophagen und Lymphozyten – sowie Fremdkörperreaktionen – getragen durch FKR – waren bei den Polyester- und PVA-Implantaten stärker ausgeprägt als bei den PTFE-Implantaten. Verkalkungen in Pseudointima- und Implantatgewebe wurden bei den Polyester-Implantaten ab einer Implantationszeit von 3 Jahren und 4 Monaten, bei den PTFE-Implantaten ab einer Implantationszeit von 5 Jahren und 10 Monaten beobachtet. Die durch Polyester hervorgerufene, stärker ausgeprägte Entzündungsreaktion ist als Ursache der zu einem früheren Zeitpunkt einsetzenden Verkalkung von Polyester-Implantaten anzusehen. Während bei den Polyester-Implantaten häufig eher ungleichmäßig verteilte und unregelmäßig geformte, punktförmige Verkalkungen bis hin zu kleinen Kalkaggregaten in Pseudointima- und Implantatgewebe vorhanden waren, wiesen die PTFE-Implantate zumeist gleichmäßige, großflächig-konfluierende Verkalkungen auf. Es konnte gezeigt werden, dass bei Implantaten, die Polyester- oder PTFE-Anteile enthal¬ten, mittelfristig mit der Entwicklung von lokalen Verkalkungen zu rechnen ist, die im Langzeitverlauf zu Komplikationen führen können. Dies muss bei der Implantatauswahl beachtet werden. Möglicherweise kann in Zukunft durch die Entwicklung neuartiger Materialien eine Verminderung der Verkalkungstendenz, zum Beispiel durch Biodegra¬dierbarkeit des Implantatmaterials, erreicht werden.