Univ., Diss.--Kaiserslautern, 1998.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Biokompatibilität von Kollagen I-basierten ACL-Konstrukten in-vitro und in-vivo zu überprüfen. Zudem erfolgte eine histologische Charakterisierung der Konstrukte nach sechswöchiger bzw. sechsmonatiger Versuchslaufzeit im Minipig-Tiermodell. Das Kollagen I wurde durch eine neuartige Methode aus Rattenschwänzen isoliert und zu einem Implantat geknotet und gewickelt. Die Fasern wurden mittels Proliferationsmessung, Proteinbestimmung, Zellzählung und Zellmorphologie auf in-vitro-Biokompatibilität getestet. Hier zeigte sich eine gute Biokompatibilität sowohl für γ-sterilisierte Fasern als auch für nicht sterilisierte Fasern. In der Sterilitätsüberprüfung waren nach Anpassung des Sterilisationsverfahrens weder Bakterien- noch Pilzwachstum nachweisbar. Diese Ergebnisse sind vergleichbar mit vielfältigen Studien zur Biokompatibilität von Kollagen, in denen jeweils gute Zellviabilität und –proliferation im direkten oder indirekten Kontakt mit Kollagen gezeigt werden konnte. Anschließend wurde das Konstrukt im Tierversuch direkt im Kniegelenk als vorderer Kreuzbandersatz implantiert. Nach Ablauf der Standzeit und Explantation der Kniegelenke wurden Paraffinschnittpräparate der Implantate sowie Paraffinschnittpräparate und Kunststoffschnittpräparate der ossa femora angefertigt und durchlichtmikroskopisch deskriptiv ausgewertet. Zusätzlich wurden die immunhistochemischen Färbungen Kollagen I des Schweins und der Ratte und Faktor VIII angefertigt, wobei in der Faktor VIII-Färbung zusätzlich eine quantitative Auswertung der Gefäßzahl vorgenommen wurde. Es wurde in der Kollagenfärbung ein Ersatz des Rattenkollagens durch das Schweinekollagen einhergehend mit einer hohen Zellzahl gezeigt. Eine synoviale Deckschicht und eine fortschreitende Vaskularisierung, sowie Form und Anordnung der Zellen zeigten Vorgänge des Remodeling. Innerhalb von 6 Monaten nahm die Vaskularisierung zu und neu gebildeter Geflechtknochen verengte die Bohrkanäle. Die Knochen-Implantat-Heilung war im Bohrkanal durch Sharpey´sche Fasern gekennzeichnet. Am Tunnelausgang fanden sich von sechs Wochen zu sechs Monaten Hinweise auf die fortschreitende Entwicklung einer direkten Bandinsertion. Diese Ergebnisse entsprechen weitgehend den in der Literatur beschriebenen Remodelingvorgängen bei Studien zum Thema Kreuzbandersatz. Die beginnende direkte Bandinsertion spricht für eine gute Fixation und die Einheilung begünstigende Eigenschaften des Implantates. Dies ist ein geeigneter Ansatz für weitere Untersuchungen. Von Seiten der Biokompatibilität und der Integration des Gewebes ist das Implantat zum Kreuzbandersatz geeignet. Es bleibt abzuwarten, inwieweit die erforderlichen mechanischen Eigenschaften erreicht werden können. / The aim of the study was to examine the biocompatibility of type I collagen based ACL constructs in vitro and in vivo. In addition, the constructs were histologically characterized after a test period of six weeks or six months in the minipig animal model. The type I collagen was isolated from rat tails by a novel method and knotted and wrapped into an implant. The fibers were tested for in vitro biocompatibility by proliferation measurement, protein determination, cell counting and cell morphology. This showed good biocompatibility for both γ-sterilized fibers and for non-sterilized fibers. After adjustment of the sterilization process, neither bacterial nor fungal growth was detectable in the sterility check. These results are comparable to various studies on the biocompatibility of collagen, in which good cell viability and proliferation could be shown in direct or indirect contact with collagen. The construct was implanted directly in the knee joint as an anterior cruciate ligament replacement. After the explantation of the knee joints, paraffin-cut preparations of the implants as well as paraffin-cut preparations and plastic-cut preparations of the ossa femora were made and evaluated descriptively using light microscopy. In addition, the immunohistochemical stains type I collagen of the pig and the rat and factor VIII were prepared, with a quantitative evaluation of the number of vessels also being carried out in the factor VIII staining. In the collagen staining, a replacement of the rat collagen by the pig collagen was shown, along with a high cell number. A synovial cover layer and progressive vascularization, as well as the shape and arrangement of the cells showed processes of remodeling. Vascularization increased within 6 months and newly formed bone narrowed the drill channels. Bone implant healing was characterized by Sharpey fibers in the drill channel. At the tunnel exit, indications of the progressive development of a direct band insertion were found from six weeks to six months. These results largely correspond to the remodeling processes described in the literature for studies on the subject of anterior cruciate ligament replacement. The beginning of direct band insertion suggests good fixation and healing properties of the implant. This is a suitable approach for further investigations. In terms of biocompatibility and the integration of the tissue, the implant is suitable for anterior cruciate ligament replacement. To reach the mechanical properties will be the key for clinical use.

Kollagen Typ I, als wesentlicher Bestandteil der ECM, spielt eine entscheidende Rolle in der Wundheilung nach Myokardinfarkt. Zum einen ist eine ausreichende Narbenbildung zur Gewährleistung der Ventrikelstabilität notwendig, zum anderen führt eine überschießende Kollagensynthese mit interstitieller Fibrose des Myokards zu einer kontraktilen Dysfunktion des Ventrikels. Inwiefern sich eine Verminderung oder das Fehlen an Kollagen Typ I auf die Wundheilung und das Remodeling auswirkt, untersuchten wir am Modell der Osteogenesis Imperfecta Maus (OIM). 12-16 Wochen alte homozygote OIM Tiere, sowie heterozygote und homozygote Kontrollen, wurden einer Unterbindung der linken Koronararterie mit konsekutiven Myokardinfarkt (AMI) oder einer „Schein“- Infarzierung unterzogen. Echokardiographische Kontrollen der Ventrikelfunktion erfolgten am Tag vor, am Tag 1, Tag 8 und 8 Wochen nach AMI und „Schein“- Infarzierung, bevor wir die Tiere opferten. Das experimentelle Protokoll ex vivo zur Analyse der mechanischen Eigenschaften des Gewebes und des Kontraktionsverhaltens umfasste die Bestimmung der isometrischen Kraft und der Kraft- Frequenz- Beziehung. Außerdem wurden alle Herzen unabhängig vom Zeitpunkt des Todes histologisch aufgearbeitet 1. zur Infarktgrößenbestimmung, 2. zur immunhistologischen Bestimmung des Kollagengehalts und 3. zur Untersuchung der Todesursache bei vorzeitigem Tod. Vor Beginn der Studie fanden wir keine Unterschiede zwischen den OIM-/- und den Kontrollgruppen in ihrer Ventrikelfunktion. In der frühen Phase (Tag 3 bis 7) nach AMI war die Sterblichkeitsrate der OIM-/- aufgrund von Ventrikelrupturen signifikant erhöht verglichen mit den Kontrollen (54% OIM-/- vs. 13% WT). Wir konnten keine Abhängigkeit von der Infarktgrösse als ursächlichen Faktor auf das Entstehen einer Ruptur beobachten, da auch Tiere ohne makro- und mikroskopischen Nachweis eines Infarktes aus diesem Grund verstarben. Nach 8 Wochen präsentierten die OIM-/- eine signifikant niedrigere Dilatation des linken Ventrikels, sowie einen geringeren linksventrikulären Durchmesser verglichen mit den Kontrollgruppen. In den muskelphysiologischen Versuchen der isometrischen Kraftentwicklung konnte sowohl in der Infarkt- als auch in der Sham- Gruppe eine höhere maximale Kraft der OIM-/- verglichen mit den heterozygoten und homozygoten Kontrollen beobachtet werden. Zum Erreichen vergleichbarer Kraftniveaus war bei den homozygoten OIM eine signifikant grössere Vordehnung notwendig, was indirekt für eine höhere Gewebecompliance spricht. Der Kollagengehalt in der Infarktnarbe der OIM-/- war gegenüber den OIM+/- und WT Tieren signifkant erniedrigt. Keine Unterschiede in den drei Gruppen fanden sich in der Infarktgrössenentwicklung nach AMI. / Background: Collagen synthesis is an important process in early wound healing after myocardial infarction (MI). Interstitial fibrosis during chronic post infarction remodelling however is associated with impaired ventricular function. To assess the role of collagen I after MI we studied a mouse model of osteogenesis imperfecta (OI). Homozygous OI mice (OIM) lack pro-alpha 2 -(I) collagen, a defect that was previously shown to be associated with decreased chamber stiffness but normal left ventricular dimensions and systolic function. Methods: 12-16 weeks old homozygous, heterozygous OIM mice and wild type mice were subjected to a chronic myocardial infarction protocol or sham operation. Echocardiographic studies were performed before operation, on day 1, 8 and before sacrifice after 8 weeks. In a second group all animals were sacrificed on day 2. Collagen was quantified histologicaly and by real-time PCR. Matrixmetalloproteinase-9 (MMP-9) expression in infarct border zone 2 days after MI was assessed by ELISA. Results: As determined by echocardiography baseline functional and geometrical parameters were not different between genotypes. After MI but not after sham operation homozygous OIM mice showed a significantly increased mortality due to early ventricular rupture (54% oim/oim vs 13% wt/wt) between day 3 and 7. Occurrence of fatal rupture was independent of infarct size. Surviving OIM mice revealed significantly less ventricular dilation when compared with heterozygous after completing the 8 weeks period. Infarct size was not different between genotypes after 2 days or 8 weeks. OIM mice revealed increased ventricular diameter as determined by echocardiography on day 1. Homozygous OIM showed significantly less collagen I mRNA within the infarct area. MMP-9 expression in the infarct border zone was significantly higher in OIM animals 2 days after MI. Conclusion: In the present model of OI we observed a high mortality due to ventricular rupture after MI. Early ventricular dilation, less collagen I expression and increased MMP-9 activity within infarct area account for this fatal outcome after acute MI. The OIM mouse model demonstrates the importance collagen I for early myocardial wound healing as well as remodelling.

The work summarized here focused on the characterization of the murine platelet collagen receptor glycoprotein (GP) VI and was performed to evaluate its potential as an antithrombotic target. The first mAb against (mouse) GPVI, JAQ1, was generated and used to demonstrate that GPVI requires the FcRgamma-chain for its expression and function and that this receptor is the central molecule in collagen-induced platelet activation. Blocking the major collagen binding site on GPVI with JAQ1 revealed the presence of a second activatory epitope within collagen. Additionally, the collagen receptor integrin alpha2beta1 was found to be required for activation via this second pathway but not to be essential for collagen-induced activation of normal platelets. In studies with mice expressing reduced levels of the GPVI-FcRgamma-complex, differential responses to GPVI ligands were observed. Most importantly, the striking difference between platelet responses to collagen and the GPVI specific synthetic collagen related peptide (CRP) confirmed the supportive role of other collagen receptor(s) on platelets. Irrespective of yet undefined additional receptors, studies with mice deficient in GPVI (FcRgamma-chain) or alpha2beta1 showed that GPVI, but not alpha2beta1 is essential for platelet-collagen interaction. Based on these results, the model of platelet attachment to collagen was revised establishing GPVI as the initial activating receptor which upregulates the activity of integrins, thus enabling firm attachment of platelets to the ECM. While the mAb JAQ1 had only limited inhibitory effects on collagen-induced activation in vitro, its in vivo application to mice resulted in completely abolished platelet responses to collagen and the GPVI specific agonists CRP and convulxin. This effect was found to be due to antibody-induced irreversible down-regulation of GPVI on circulating platelets for at least two weeks. Further studies revealed that GPVI depletion occurs independently of the targeted epitope on the receptor and does not require the divalent form of IgG as it was also induced by mAbs (JAQ2, JAQ3) or the respective Fab fragments directed against epitopes distinct from the major collagen binding site. The internalization of GPVI in vivo resulted in a long-term protection of the mice from lethal collagen-dependent thromboembolism whereas it had only moderate effects on the bleeding time, probably because the treatment did not affect other activation pathways. These results establish GPVI as a potential pharmacological target for the prevention of ischemic cardiovascular diseases and may open the way for a completely new generation of antithrombotics. / In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob der thrombozytäre Kollagenrezeptor Glykoprotein (GP) VI eine geeignete Zielstruktur für neue Antithrombotika darstellt. Dazu wurden monoklonale Antikörper (mAk) gegen murines GPVI hergestellt (JAQ1, 2 und 3) und deren in vitro und in vivo Effekte im Maussystem untersucht. Es wurde erstmals gezeigt, dass die Expression und Funktion von GPVI auf Thrombozyten von der Assoziation mit der signaltransduzierenden Fc Rezeptor gamma-Kette abhängt. Obwohl GPVI als zentraler Kollagenrezeptor auf Thrombozyten identifiziert wurde, hat die Blockade der Hauptbindestelle für Kollagen mit JAQ1 die Aktivierung nicht vollständig inhibiert, was erstmals die Existenz zweier unabhängiger aktivierender Motive im Kollagen zeigte. Der Kollagenrezeptor Integrin alpha2beta1 ist essentiell für eine Aktivierung durch diesen alternativen Signalweg, nicht jedoch für die Kollagen-induzierte Aktivierung normaler Thrombozyten. Die Präsenz anderer Kollagenrezeptoren neben GPVI wurde in Untersuchungen an Thrombozyten mit reduzierten Expressionsraten des GPVI-FcRgamma-Komplexes bestätigt. Unabhängig davon wurde jedoch anhand von GPVI-, FcRgamma- und alpha2beta1-defizienten Mäusen belegt, dass GPVI, nicht aber wie zuvor angenommen alpha2beta1 der zentrale Kollagenrezeptor auf Thrombozyten ist. Diese Ergebnisse wurden in einem veränderten Modell der Thrombozyten-Kollagen Interaktion zusammengefasst, in dem GPVI als der initiale Rezeptor zur Integrinaktivierung und somit zur festen Adhäsion der Thrombozyten an die EZM etabliert wird. Im Gegensatz zu den in vitro Resultaten mit JAQ1 waren Thrombozyten von anti-GPVI-behandelten Mäusen weder durch Kollagen noch durch andere GPVI Liganden aktivierbar. Es zeigte sich, dass die Antikörper in vivo die Internalisierung sowie den proteolytischen Abbau des Rezeptors induzierten. Dieser Effekt war unabhängig von der Bindungsstelle auf GPVI und konnte auch mit monovalenten anti-GPVI Fab Fragmenten erzielt werden. Während der mindestens zweiwöchigen GPVI-Defizienz der zirkulierenden Thrombozyten waren die JAQ1-behandelten Mäuse vor Kollagen-induzierter Thromboembolie geschützt. Darüber hinaus hatte die GPVI-Depletion nur geringe Effekte auf die Blutungszeit, wahrscheinlich weil diese Behandlung keine anderen Aktivierungswege beeinflusste. Diese Ergebnisse zeigen, dass GPVI ein viel versprechendes pharmakologisches Zielprotein für die prophylaktische Therapie kardiovaskulärer Krankheiten ist, das als Grundlage zur Entwicklung neuer Antithrombotika dienen kann.

Bänder und Sehnen sind bradytrophe Gewebe die eine limitierte intrinsische Heilungskapazität aufweisen. Trotz einer primären Nahtrekonstruktion kann es zur Ausbildung eines mechanisch insuffizienten Narbengewebes kommen. Die Verwendung autologer oder allogener Sehnen-/Bandersatzplastiken bei Vorliegen substantieller Defekte bergen die Gefahr der donor site morbidity und antigener/allergischer Reaktionen. Besonders das Tissue Engineering kann hier zur Entwicklung innovativer Therapieansätze beitragen. Die Verwendung autologer mesenchymaler Vorläuferzellen und biomimetischer Zellträger zu Generierung eines Sehnen- /Bandersatzes ex vivo ist eine vielversprechende Alternative. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Generierung von biomimetischen Zellträgern auf der Basis von Kollagen Typ I mittels Elektrospinning. Dabei orientierte sich das Scaffolddesign am Aufbau der EZM von nativem Band- und Sehnengewebe. In einem zweiten Schritt wurde die Auswirkung unterschiedlicher Scaffoldarchitektur auf die tenogene Differenzierung von humanen MSZ untersucht. Hierzu wurden MSZ aus dem Knochenmark isoliert, amplifiziert, die Zellträger mit diesen Zellen besiedelt und für einen definierten Zeiträum (21 Tage) kultiviert. Die Kollagen I-Ausgangskonzentration hatte entscheidenden Einfluss auf den Faserdurchmesser. Wobei unter Verwendung einer 5-8%-igen Kollagenlösung der Faserdurchmesser im Bereich von nativen Kollagenfasern in natürlichem Sehnengewebe erzielt werden konnte. Unter Verwendung eines rotierenden Metallzylinders als Kollektor konnte mit steigender Rotationgeschwindigkeit eine zunehmende parallele Faserausrichtung in den NFS erreicht werden. Ein Einfluss auf die Morphologie und die Proliferation der MSZ auf NFS mit unterschiedlicher Faserdicke zeigte sich nicht. Ausgerichtete Fasern führten zu einer signifikant parallelen Ausrichtung der MSZ mit langgezogenem schlanken Zellkörper, im Unterschied zu einer polygonalen MSZ-Morphologie auf nicht ausgerichteten NF. Die tenogene Differenzierung der Zellen in den NFS wurde mittels RT-PCR- Analyse untersucht. Hierbei wurde die Expression der tendogenen Markergene Tenascin C, Elastin, Kollagen I und Skleraxis bestimmt. Zusätzlich wurden immunfluoreszens- und histochemische Färbungen durchgeführt, um die Infiltration der Zellen in die Zellträger und den Einfluss unterschiedlicher Faserparameter auf die Morphologie der MSZ nachzuweisen. Unter Verwendung von ausgerichteten Kollagen I-NFS zeigte sich eine signifikant höhere tenogene Markergenexpression für Skleraxis und Tenascin C in der Frühphase und im weiteren Verlauf ebenfalls für Col I und Elastin im Vergleich zu nicht ausgerichteten NFS. Elektrospinning von Kollagen I unter Verwendung eines rotierenden Kollektors ermöglicht die Herstellung biomimetischer NFS mit paralleler Faserausrichtung analog zu nativem Sehnengewebe. Die so hergestellten NFS zeichnen sich im Vergleich zu nicht ausgerichteten NFS durch eine signifikant höher mechanische Zugfestigkeit und die Induktion einer tenogenen Markergenexpression in MSZ aus. Prinzipiell haben Kollagen I-NFS das Potential bestehende Therapiestrategien zu Rekonstruktion substantieller Sehnenrupturen im Rahmen Stammzell-basierter Ansätze zu unterstützen. Die generelle Eignung in vivo muss aber zunächst in adäquaten Großtiermodellen (z. B. Rotatorenmanschettendefekt im Schaf) überprüft werden. Die vorliegende Arbeit zeigt die Bedeutung eines Zielgewebe-gerichteten Designs von Zellträgern für die Entwicklung innovativer Strategien im Tissue Engineering. Bei der Regeneration muskuloskelettaler Gewebe, wie dem Sehnenegewebe, spielen nicht nur strukturelle Aspekte sondern auch die biochemische Zusammensetzung des zu erneuernden Gewebes eine entscheidende Rolle, die bei der Scaffold-Herstellung zu berücksichtigen sind. / In vitro studies of tenogenous differentiation of human mesenchymal stem cells in collagen -I-nanofaserscaffolds for the replacement of tendons

Atherosklerose ist ein wichtiger Faktor bezüglich der Pathogenese kardiovaskulärer Erkrankungen, indem sie Einfluss auf die strukturellen und funktionellen Eigenschaften der Gefäße nimmt. Wegen dieser Bedeutung ist es wichtig, diese Erkrankung und deren Zusammenhänge genau zu erforschen. Einige Studien konnten zeigen, dass die Pulswellengeschwindigkeit mit Gefäßwand-eigenschaften, insbesondere deren Steifigkeit, zusammenhängt. So konnte in Untersuchungen von Gotschy et al.27 eine Zunahme der lokalen Pulswellen-geschwindigkeit, als Marker für Gefäßwandsteifigkeit, in Aortenanteilen von ApoE(-/-)-Mäusen im Zeitverlauf mittels MRT gezeigt werden, ohne dass makroskopische Veränderungen in frühen Stufen atherosklerotischer Entwicklung sichtbar waren. Dies wird nun als Ausgangspunkt herangezogen, um zu erforschen, durch welche histologischen Veränderungen des Gefäßes innerhalb der Atherogenese eine frühe Zunahme der lokalen PWV erklärt werden kann. Hierzu wird zum einen die mit der Gefäßwandsteifigkeit in Zusammenhang gebrachte Elastinfragmentierung innerhalb der elastischen Laminae der Aorta ascendens und abdominalis mittels histologischer Untersuchung quantitativ bestimmt. Die elastischen Schichten werden durch modifizierte Elastika-van-Gieson-Färbung dargestellt. Zur vergleichenden Bestimmung wird ein Quotient aus der Anzahl bei mikroskopischer Betrachtung erkennbarer Brüche der elastischen Laminae und bestimmter Gefäßwandquerschnittsfläche erstellt. Die Ausprägung der Elastinfragmentierung unterscheidet sich signifikant in den zwei höchsten Altersklassen der Test- und Kontrollmäuse in beiden untersuchten Aortenabschnitten, wobei die ApoE(-/-)-Tiere stets den höheren Wert aufweisen. Anhand der Ähnlichkeit hinsichtlich der Entwicklung der Messwerte von beschriebener lokalen PWV und der hier gezeigten Elastinfragmentierung kann vermutet werden, dass diese zu einer Erhöhung der Gefäßwandsteifigkeit beiträgt. Die gezeigten histologischen Parameter können so als Indikator für Veränderungen der Gefäßeigenschaften während der Atherogenese und als möglicher Grund einer Veränderung der Gefäßwandsteifigkeit mit konsekutiver Erhöhung der lokalen PWV angesehen werden. Als weiterer Einflussfaktor auf die mechanischen Eigenschaften des Blutgefäßsystems wird die Entwicklung des Kollagengehaltes anteilig an der Aortenwand bestimmt. Es wurde in vielen Publikationen beschrieben, welchen großen Stellenwert Kollagenfasern für die Gefäßwandsteifigkeit haben. Auch wird das untersuchte Kollagen hinsichtlich seiner Faserdicken nochmals genauer untersucht. Die Kollagenfasern werden mittels Pikro-Sirius-Rot gefärbt und anschließend unter zirkulär polarisiertem Licht analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse zeigen keinen eindeutigen Trend hinsichtlich ihrer Entwicklung. Sie lassen sich auch nicht mit der aufgestellten Hypothese in Übereinkunft bringen, da keine zeitliche Dynamik verglichen mit der Entwicklung der anderen Parameter nachgewiesen werden kann. Um den beschriebenen entzündlichen Charakter der Atherogenese ebenso zu berücksichtigen, wird das Einwanderungsverhalten von Makrophagen in die Gefäßwand betrachtet. Es wird die relative Fläche der durch Makrophagen besiedelten Gefäßwandanteile bestimmt und als Indikator einer Entzündungsreaktion angesehen, welche direkt oder indirekt Einfluss auf Gefäßwandeigenschaften haben könnte. Mittels eines Antikörpers gegen das makrophagenspezifische Protein CD68 und Kombination mit anti-antikörpervermittelt bindenden fluoreszierenden Substanzen, werden Makrophagen in einem Fluoreszenzmikroskop sichtbar gemacht und die besiedelte Fläche softwaregestützt bestimmt. Dabei kommt die vorliegende Untersuchung zu dem Ergebnis, dass sich die Makrophagenbesiedelung in beiden betrachteten Aortenabschnitten deutlich im Zeitverlauf bei den ApoE(-/-)-Tieren erhöht. Der relative Gefäßwandanteil der von Makrophagen besiedelten Flächen erreicht seinen höchsten Wert innerhalb der Aorta ascendens bei 18 Wochen alten ApoE(-/-)-Tieren; in der Aorta abdominalis bei 30 Wochen alten. Die absolute CD68-Fläche in beiden Aortenabschnitten steigt bis zum Versuchsende hin an, wobei der stärkste Anstieg in der Zeit von sechs zu 18 Wochen geschieht. Dagegen zeigt die Kontrollgruppe eine sehr geringe Zunahme dieser beiden Messgrößen, wobei diese stets auf einem sehr niedrigen Niveau bleiben und keineswegs mit der Entwicklung der Testtiere zu vergleichen sind. Besonders zu beachten ist, das bereits in der jüngsten Altersstufe von sechs Wochen ein höheres Maß an Makrophagenbesiedelung bei Aortenanteilen der ApoE(-/-)-Tiere zu verzeichnen ist, als bei den entsprechenden Kontrollen. Auf Grund dieser Beobachtung, lässt sich ein möglicher Zusammenhang mit der schon früh ansteigenden Gefäßsteifigkeit vor sichtbarer Plaqueentwicklung herstellen. Bei der Klärung der zentralen Fragestellung dieser Arbeit nach einem histomorphologischen Korrelat für die frühzeitige Erhöhung der lokalen PWV zeigt sich folgendes Ergebnis: Insgesamt können die gemessenen histologischen Charakteristika, vor allem die Entwicklung der Elastinfragmentierung innerhalb der Gefäßwand und der Grad der Makrophagenbesiedelung, frühe Indikatoren für Veränderungen morphologischer und funktioneller Gefäßwandspezifikationen sein. Sie kommen daher als denkbare Ursache für den Anstieg der lokalen Pulswellengeschwindigkeit in Betracht, besonders da die zuvor erwähnten histologischen Parameter zeitlich wie diese einen ähnlichen Verlauf hinsichtlich ihrer Entwicklung zeigen. Die Atherogenese und deren zahlreiche Einflussfaktoren bleiben weiterhin Forschungs-gegenstand und es gilt mehr denn je mögliche Mechanismen aufzudecken, um eine Gefäßwandschädigung frühzeitig und effektiv verhindern zu können. Hiervon würde ein Großteil der Bevölkerung profitieren, da die Atherosklerose durch ihre Folgeerkrankungen nach wie vor, nicht nur in Deutschland, die Todesursachenstatistik anführt. / Atherosclerosis is the most important and prevalently appearing pathological change of arteries with influence on their structural and functional attributes. The great relevance of that disease motivates to research this relation precisely. The purpose of this study was to determine the influence of elastin fiber fragmentation, the collagen components and the inflammation in the aortic vessel wall on the aortic stiffness and the local pulse wave velocity (PWV) in the ApoE-/- mouse model. Therefore the histological fractures of elastic filaments, the inflammation (characterized by vessel wall Infiltration with macrophages) and the relative amount of collagen in the vessel wall were analyzed in a quantitative way and correlated with the characteristic of local PWV during aging and progressive therosclerosis. In the previous measurements of local PWV with MRI scan was an increase of the PWV detectable before a morphological correlate could be seen. We found a correlation between elastin fiber fragmentation, inflammation of the vessel wall and the local PWV.

Aachen, Techn. Hochsch., Thesis (doctoral), 2002.

Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.

Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.

Zugl.: Marburg, Univ., Diss., 2008