In vitro präformierte Knorpelgewebe in der plastisch- rekonstruktiven Kopf- und Halschirurgie

Abstract

Durch operative Rekonstruktion angeborener, traumatologischer und tumorchirurgischer Gewebedefekte entsteht in der plastisch-rekonstruktiven Kopf-Halschirurgie klassischerweise ein hoher Bedarf an verschiedensten Gewebeersatzmaterialien. Zur Wiederherstellung von Form und Funktion werden insbesondere Stützmaterialien wie Knorpel und Knochengewebe benötigt. Der ständig mit der Verbesserung operativer Techniken mitwachsende Bedarf an vitalen, autologen Ersatzmaterialien, bei gleichzeitig begrenzter Verfügbarkeit, führte zur Intensivierung von Untersuchungen zur in vitro Herstellung autologer vitaler Gewebeersatzmaterialien. Mittels Tissue Engineering wird durch Isolierung, Vermehrung und Reorganisation von Knorpelzellen eine in vitro Herstellung vitaler Knorpelgewebe ermöglicht. Nach Optimierung der in vitro Herstellung autologer, vitaler Knorpelgewebe durch ausschließliche Verwendung biokompatibler Komponenten steht nun erstmals in vitro hergestelltes vitales, an die individuellen anatomischen Erfordernisse angepaßtes Knorpelgewebe für plastisch rekonstruktive Eingriffe zur Verfügung. Das vorliegende Arbeit untersucht das in vivo Verhalten (Formstabilität, biomechanische Transplantateigenschaften, Resorptionsverhalten, Transplantat-/ Wirtsorganismusinteraktion) von in -vitro gezüchtetem, biokompatiblem Knorpelgewebe im Tiermodell Nacktmaus und Kaninchen unter Berücksichtigung immunologischer Aspekte mit passagerer Immunmodulation, Verwendung von Verkapselungstechnologien und beschreibt deren Einflüsse auf die morphologischen und biomechanischen Eigenschaften der subkutan implantierten Knorpelgewebe.

In Plastic-reconstructive surgery, the reconstruction of nasal, auricular and tracheal defects is managed by using cartilage transplants from different donor sites and of different consistency. In contrast to avital cartilage transplants, vital cartilage transplants lead to satisfactory longterm results. Disadvantageous properties like limited availability and unsatisfactory shapeability could be excluded by processing vital cartilage transplants with the promissing technique of tissue engineering. Patients chondrocytes were enzymatically isolated, amplified in monolayer culture and threedimensionally reorganized in shaped scaffolds. The investigation of resorbable polymers favorisizes the use of polylactid and polyglycolid fleece structures in combination with liquid substances like fibrin. For the investigation of the in vivo properties of the different scaffold materials, cartilage transplants of different scaffolds were implanted on the back of nude mice and rabbits. During in vivo maturation of the transplants, immunologic cellular reactions alter the maturation process resulting sometimes in a complete destruction of the transplant. Therefore several methods of in vivo transplant protection were investigated. E.g. systemic and topical corticoid application and macroencapsulation using polyelectrolyte memrane encapsulation. The transplants were investigated concerning differentiation, stability of shape and size and biomechanical properties.