Trotz intensiver Forschung im Rahmen der Bänder- und Sehnenerkrankungen gelten bestimmte Fragestellungen hinsichtlich Erkrankungs- sowie Heilungsmechanismen als unbeantwortet. Verschiedenste Konzepte des Tissue Engineerings sollen helfen entsprechende Fragen zu beantworten und moderne Therapiekonzepte zu etablieren. Für grundlegende Untersuchungen zur Biologie der Tenogenese sowie zum Wirkmechanismus applizierter mesenchymaler Stromazellen (MSC), gewinnt die Anwendung von dezellularisiertem Sehnengewebe immer mehr an Bedeutung. Zudem erscheint der Einsatz dezellularisierter Sehnen- und Bandkonstrukte zur Wiederherstellung der betreffenden erkrankten Organe sehr vielversprechend.
In der vorliegenden Arbeit sollte der Grundstein zur Entwicklung eines in vitro-Modells auf Grundlage equiner Beugesehnen gelegt werden. Primäres Ziel war es, ein optimales Dezellularisierungsprotokoll für intakte equine Beugesehnen (oberflächliche und tiefe Beugesehne) zu etablieren. Um die Zytokompatibilität der dezellularisierten Sehnen zu überprüfen, erfolgte nach Präparation von Sehnenstreifen die Besiedlung mit equinen MSC mit Kontrolle des Besiedlungserfolges.
Materialien und Methoden:
Oberflächliche und tiefe Beugesehnen (OBS und TBS) des Pferdes (n = 6) wurden nach vier verschiedenen Protokollen dezellularisiert. In zwei Protokollen (Protokolle A und B) erfolgte zunächst die Anwendung von Gefrier-Auftau- Zyklen mit anschließender Lagerung in hypertoner Lösung. Protokoll A sah danach eine Inkubation in 1 % Triton X 100 und Protokoll B eine Inkubation in 1 % Sodium-Dodecyl-Sulfat (SDS) enthaltender Lösung vor. Die beiden anderen Protokolle (Protokolle C und D) sahen ein Verbringen in hypertone Lösung ohne vorherige Gefrierzyklen vor. Anschließend erfolgte bei Protokoll C die Inkubation in Triton X 100 und bei Protokoll D die Inkubation in SDS enthaltender Lösung. Die Effektivität der angewandten Dezellularisierungsprotokolle wurde durch histologischer Färbung, Zellzählung nach Kollagenaseverdau, DNA-Quantifizierung und transmissionselektronenmikroskopischer Untersuchung ermittelt. Nach Evaluierung der Effektivität der Protokolle wurden oberflächliche Beugesehnen nach den Protokollen A und B dezellularisiert (n=3). Nach Präparation von Sehnenstreifen in definierter Größe erfolgte die Besiedelung mit Eisenoxid-markierten equinen MSC. Der Besiedlungserfolg wurde mit verschiedenen histologischen und Fluoreszenzfärbungen (Fluoreszenzmikroskopie) und MRT-Untersuchung kontrolliert. Die Prüfung auf statistische Unterschiede zwischen den Protokollen erfolgte mit dem Friedman-Test und im Falle eines statistisch signifikanten Unterschieds mit dem Wilcoxon-Rang-Test. Das Signifikanzniveau wurde mit p < 0,05 festgelegt. Die Auswertung des Besiedlungserfolges erfolgte deskriptiv.
Ergebnisse:
Für alle angewandten Protokolle konnte ein signifikanter Dezellularisie-rungseffekt in beiden Sehnenstrukturen (OBS und TBS) gezeigt werden. Die Anzahl der vitalen Zellen nach Kollagenaseverdau sowie die histologisch ermittelte Zellzahl der dezellularisierten Sehnen belief sich in Abhängigkeit des jeweiligen Dezellularisie-rungsprotokolls und der Sehne (OBS und TBS) auf 1 bis 21 % (Median) des nativen Gewebes. Der ermittelte DNA-Gehalt nach Anwendung der mit Gefrier-Auftau-Zyklen kombinierten Protokollen A und B entsprach < 24 % (Median) des nativen Gewebes. Die Anwendung der Protokolle C und D führte zu einem DNA-Gehalt von < 47 % (Median). Die Auswertung der transmissionselektronenmikroskopischen Untersuchung zeigte ebenfalls eine effektive Dezellularisierung des Sehnengewebes bei Erhalt der Struktur der extra-zellulären Matrix. Nach Anwendung der Protokolle A und B konnte wiederum tendenziell eine bessere Effektivität der Dezellularisierung festgestellt werden. Eine gelungene Besiedlung der Sehnenstreifen mit equinen MSC konnte anhand der mikroskopischen Untersuchung und MRT-Untersuchung gezeigt werden. Das beobachtete Zellwachstum bei beibehaltender Vitalität der Zellen sprechen für eine gute Zytokompatibilität. Die nach Protokoll A dezellularisierten und besiedelten Sehnenstreifen ließen ein besseres Zellwachstum über eine Kulturdauer von 14 Tagen erkennen.
In der vorliegenden Arbeit konnte eine effektive Dezellularisierung von intakten equinen Beugesehnen gezeigt werden. Anhand der Ergebnisse der Besiedlung erwies sich die Dezellularisierung nach Protokoll A (Gefrier-Auftau-Zyklen und Triton X 100) als vielversprechende Grundlage zur Entwicklung eins in vitro Modells auf Grundlage dezellularisierter equiner Beugesehnen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:15088 |
| Date | 06 September 2016 |
| Creators | Erbe, Ina |
| Contributors | Brehm, Walter, Staszyk, Carsten, Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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