Processing methods of biomaterials

Abstract

Zusammenfassung Hintergrund Perikard wird vielfältig als Biomaterial eingesetzt, insbesondere in der Herzchirurgie. Im Falle von xenogenem Gewebe sind Methoden zur Prozessierung für die klinische Anwendung unabdingbar. In dieser Arbeit wurden verschiedene Methoden zur Aufbereitung entwickelt, angewandt und systematisch verglichen. Material und Methoden Natives Rinderperikard wurde durch Glutaraldehyd (GA) fixiert oder dezellularisiert. Nach der Dezellularisierung erfolgte entweder eine Sterilisation (DEZ), oder es wurde eine Fixierung mit GA durchgeführt (DEZ-GA). Die Proben wurden hinsichtlich ihrer Struktur, Biomechanik und ihres DNA-Gehalts analysiert. Ebenso erfolgten die Evaluation des entwickelten Sterilisationsprotokolls sowie die Testung der Biokompatibilität durch statische und dynamische Besiedelung mit humanen Endothelzellen. Als Vergleichsgruppe standen industriell dezellularisierte und sterilisierte Rinder- (RPi) und Pferde-Perikard-Patchs (PPi) zur Verfügung. Ergebnisse Durch die Fixierung mit Glutaraldehyd konnten strukturelle Gewebeschäden und Zytotoxizität festgestellt werden. Die Proben zeigten keine zuverlässige Sterilität. Dahingegen waren DEZ-Proben nach der Dezellularisierung steril und wiesen eine signifikante Reduzierung des DNA-Gehalts auf. Proben der Gruppen RPi und PPi wiesen ebenfalls Sterilität auf; der DNA-Gehalt der RPi-Proben war im Vergleich aber höher. Die Biokompatibilität aller dezellularisierter Proben konnte durch Zelladhäsion von Endothelzellen bestätigt werden und wurde durch dynamische Konditionierung weiter optimiert. Schlussfolgerung Dezellularisierung zeigte sich als zu bevorzugendes Verfahren zur Prozessierung von Biomaterialien. Die Flusskonditionierung von Endothelzellen stellt eine gute Möglichkeit der Reendothelialisierung für Patchs dar. Im Allgemeinen ergab sich die Notwendigkeit eines standardisierten Protokolls zur Vorauswahl des tierischen Gewebes, das vor Prozessierungsmethoden angewandt wird.