Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-985
Main Title: Entwicklung eines Gewebeersatzes für postoperative Weichgewebedefekte
Translated Title: Development of a tissue replacement for post-operative soft tissue defects
Author(s): Syring, Carina
Advisor(s): Götz, Peter
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Bei der Entfernung von Sarkomen werden ausgedehnte Weichgewebsdefekte geschaffen, die wegen ihrer Größe und aufgrund einer präoperativen Bestrahlung eine niedrige Reparaturtendenz aufweisen und schwere Heilungsstörungen verursachen. Aufgrund der Wundprobleme kann eine Nachbehandlung, wie z.B. Strahlen- oder Chemotherapie, nur verzögert, möglicherweise überhaupt nicht vorgenommen werden, was die Überlebenschancen der Patienten reduziert. Da die Behandlung dieser Weichgewebsschäden gegenwärtig nur unbefriedigend gelöst ist, war es Ziel, einen Weichgewebsersatz herzustellen, der eine längerfristige Defektfüllung gestattet, durch Transfer aktiver autologer Zellen die Heilungsprobleme ausgleicht sowie die rechtlichen Anforderungen für den klinischen Einsatz in der Bundesrepublik Deutschland erfüllt. Mit Hilfe eines eigens entwickelten Trägermaterials in Form einer humanen, sterilisierten azellulären Dermis sowie humaner dermaler Fibroblasten konnte ein komplexer Weichgewebsersatz geschaffen werden. Das Vorliegen typischer dermaler Strukturen, einer großen Durchlässigkeit für Modellsubstanzen, einer hohen Biokompatibilität sowie Materialstabilität zeigte, dass die hergestellte azelluläre Dermis gute Voraussetzungen für die Zellbesiedelung bietet. Durch Anwendung eines validierten Virusinaktivierungsverfahrens erfüllt diese Matrix die Anforderungen an Arzneimittel humanen Ursprungs. Die azelluläre Dermis wurde unter Nutzung der Methoden des Tissue Engineering mit den zuvor in vitro vermehrten Fibroblasten kombiniert. Dabei war das Einsaatverfahren entscheidend für die Zelleinwanderung in die Matrix, am besten eignete sich eine dynamische Zelleinsaat. Um ein Ersatzgewebe zu erzeugen, wurden die besiedelten Präparate in Kultursystemen geführt. Neben statischen Ansätzen fand dafür auch ein Bioreaktor Anwendung, in dem die Präparate mit Medium durchströmt wurden. Die Träger-basierten Fibroblasten zeichneten sich durch eine gute Proliferation und Stoffwechselaktivität aus. Aufgrund nur geringer Kollagenasefreisetzung und Kontraktion besiedelter Präparate wurde ein hoher Struktur- und Volumenerhalt des Gewebsersatzes sichergestellt. Mit Hilfe eines Hypoxiemodells konnten in vitro Aussagen zu den guten Transplantateigenschaften getroffen und nachfolgend in vivo durch ein Rattenmodell verifiziert werden. Nach sechswöchiger subkutaner Transplantation war dabei eine hohe Akzeptanz und Stabilität der mit autologen (Ratten)Fibroblasten besiedelten humanen azellulären Dermis beobachtbar. Die Fibroblastenbesiedelung stimulierte das Einwachsen von Blutgefäßen erheblich. Die Transplantation dieses aktiven und stabilen Ersatzgewebes kann einen wichtigen Beitrag zur verbesserten Therapie von Patienten mit postoperativen Weichgewebsdefekten darstellen und eröffnet die Möglichkeit, Heilungsstörungen entgegenzuwirken und die Gewebsstabilität und -funktionalität wiederherzustellen.
The surgical removal of sarcomas results in massive soft tissue defects which show a low healing tendency and cause serious healing problems due to their pre-operative irradiation and the extended size of defect. A post-operative treatment like radio- or chemotherapy can only be initiated with delay potentially not at all because of the local wound situation thus, reducing the survival rate of the patients. Since there is no satisfactory approach for the treatment of these soft tissue defects available today, the aim of this doctoral thesis was to develop a soft tissue replacement which allows a long-term tissue augmentation, reduces healing problems in transfering active autologous cells and fulfills legal requirements for the clinical application in the Federal Republic of Germany. A complex soft tissue replacement was successfully created by using a carrier made of human sterilized acellular dermis, which was specifically developed for this purpose, and human dermal fibroblasts. That the generated acellular dermis offers good preconditions for the population with cells could be concluded from the presence of typical dermal structures, a high permeability, a good biocompatibility as well as a high stability of the material. When treated with a validated virus inactivation method, the acellular dermis meets the requirements on drugs of human origin. The human acellular dermis was combined with in vitro expanded fibroblasts by using methods of tissue engineering. Comparative tests showed that the type of seeding procedure was critical for the migration of the cells into the matrix; a dynamic method generated the best results. Populated carriers were further cultivated in different culture systems in order to produce a tissue replacement. Beside static systems also a bioreactor was utilized in which the grafts were perfused with medium. Carrier-based fibroblasts were characterized by a good proliferation and a high metabolic activity. The very limited collagenase release and contraction observed in populated carriers ensured a high structural and volume stability of the tissue replacement. Evidence for the good properties of the graft could be given in vitro by using a hypoxia model and were verified consecutively in a rat model. A high acceptance and stability of the human acellular dermis populated with autologous (rat) fibroblasts was observed after transplanting it subcutaneously for a period of 6 weeks. The pre-seeding of the graft with fibroblasts stimulated the ingrowth of blood vessels remarkably. The transplantation of this active and stable tissue replacement created within the scope of this thesis can deliver a substantial contribution for the advanced treatment of patients with post-operative soft tissue defects. It opens the possibility of reducing the risk of healing failures and restoring tissue stability as well as functionality.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-8852
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1282
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-985
Exam Date: 17-May-2004
Issue Date: 9-Sep-2004
Date Available: 9-Sep-2004
DDC Class: 570 Biowissenschaften; Biologie
Subject(s): Tissue engineering
Weichgewebe
Transplantation
Bioreaktor
Gewebeersatz
Tissue engineering
soft tissue
transplantation
bioreactor
tissue replacement
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 3 Prozesswissenschaften » Publications

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Dokument_42.pdf10.63 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DepositOnce are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.