Etablierung einer longitudinalen Nervenleitschienen-Matrix aus autologem Plasma zur gerichteten Nervenregeneration

Status:

abgeschlossen 12/2015

Zielsetzung:

Die Versorgung peripherer Nervendefekte mit Autograft ist nicht immer möglich und Alternativen werden im Bereich regenerativer Zelltherapie und Biomaterialien gesucht. Die Verwendung einer autologen Plasma-Matrix als Füllmaterial von Nervenleitschienen ist vielversprechend, weil ausschließlich autologes Material eingesetzt wird und weitere allogene oder xenogene Zusätze nicht nötig werden.

In dieser in-vitro-Studie wurde deswegen auf der Basis eines Plasmaclots eine längsgerichtete Fibrin-Matrix entwickelt, um regenerierende Nervenzellen gerichtet durch stabilitätsgebende Leitschienen zu führen.

Aktivitäten/Methoden:

s. Ergebnisse

Ergebnisse:

Für die Herstellung der Plasmaclot-Matrix wurde thrombozytenfreies Plasma verwendet, das durch Zentrifugation aus Citrat-Blut freiwilliger Spender gewonnen wurde. Die Clot-Polymerisation erfolgte bei Raumtemperatur für 60 Minuten unter verschiedenen Versuchsbedingungen: statisch (Kontrolle, ohne weitere Manipulation), im elektrischen Feld und unter unidirektionaler Bewegung (Flow-Bedingungen). In einem selbst entwickelten Nervenleitschienen-Modellen wurden ursprünglich ungerichtete Fibrinfasern bereits beim Clottingprozess durch die genannten Versuchsbedingungen ausgerichtet und mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) sowie konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie (LSM) analysiert. Die resultierenden REM- bzw. LSM-Bilder wurden mit der Fast Fourier Transformation (FFT) ausgewertet. Dabei wurde von den FFT-Plots die Halbwertsbreite (Full Width at Half Maximum, FWHM) und die Peak Area Xmin to Xmax bestimmt sowie der Ausrichtungs-Index (Alignment Index) berechnet.

Kontrollclots formten ein zufällig organisiertes, relativ homogenes Fibrin-Netzwerk, während Clots unter Flowbedingungen als auch im elektrischen Feld längs orientierte Fibrinfasern aufwiesen. Die Ausrichtung der Fasern erfolgte hierbei in Flow-Richtung bzw. in Richtung der elektrischen Feldlinien. Zugesetzte neurale Stammzellen (H9) oder mesenchymale Stammzellen (MSC) blieben nach jeweiliger Faserausrichtung vital und passten sich morphologisch an die längs orientierten Fibrinfasern an.

Desweiteren wurde ein Migrationsmodell auf der Basis einer gerichteten bzw. einer ungerichteten Plasmaclot-Matrix zur Simulation einer Nervenleitschiene mit integrierten Fibrinfasern entwickelt und ein Chemotaxis-Assay mit PMN, MSC und H9-Zellen etabliert. Die Ausbildung des Chemokingradienten in der Plasmaclot-Matrix wurde mit dem Fluoreszenzfarbstoff FITC-Dextran überprüft. Anschließend wurde die Sensitivität der Zellen auf unterschiedliche potenziell chemotaktische Faktoren analysiert und quantifiziert. Die optimierten Fibrinmatrices wurden abschließend in klinisch zugelassenen Chitosan-Konduits getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kombination eines hohlen Nerven-Konduits mit einer autologen gerichteten Plasmaclot-Matrix eine mögliche neue Methode zur Unterstützung der peripheren Nervenregeneration ist.

Stand: