Funktioneller Gewebeersatz mit in vivo gezüchteten vaskularisierten Bindegewebslappenplastiken im Großtiermodell

Status:

abgeschlossen 12/2022

Zielsetzung:

Die arteriovenöse Loop(AVL)-Technik ermöglicht die In Vivo-Züchtung axial vaskularisierter Bindegewebslappenplastiken als Alternative zu freien Lappenplastiken. AVL-Bindegewebslappenplastiken wurden jedoch noch nie im standardisierten Großtiermodell auf ihre Eignung zur Rekonstruktion kritischer Defekte untersucht.

Das Hauptziel dieser Studie war es, im Großtiermodell axial vaskularisierte Bindegewebslappenplastiken in klinisch relevanten Dimensionen zu züchten, die autotransplantiert und zur freien Defektrekonstruktion verwendet werden können.

Das erste Nebenziel dieser Studie war es, die Vaskularisationskinetik und den bindegewebigen Reifungsprozess der AVL-Lappenplastiken zu untersuchen.

Das zweite Nebenziel dieser Studie war es, Gene und MicroRNA (miRNA) zu untersuchen, die die AVL-assoziierte Angiogenese regulieren.

Aktivitäten/Methoden:

In sechs Schafen wurden jeweils zwei AVLs (n = 12) angelegt und in ein bovines Kollagen/Elastin Scaffold in einer subkutanen Polytetrafluorethylen-Kammer eingebettet. Das Volumen des Gewebes sowie das Ausmaß der Angiogenese und der Anteil proliferierender Zellen wurden am 28. postoperativen Tag (POT) mittels Immunhistochemie (ki67, CD31, Factor VIII) und Mikro-Computertomographie untersucht. Zusätzlich wurden mit einer dynamisch mechanischen Analyse die biomechanischen Eigenschaften der AVL-Lappenplastiken untersucht. Vier AVL-Lappenplastiken wurden in einem standardisierten Defektmodell als freie Lappenplastik mikrochirurgisch an die Halsgefäße anastomosiert. Der postoperative Defektverschluss und die Perfusion der Lappenplastik wurden mittels Angiographie und Histologie untersucht. Die Genexpression Angiogenese assoziierter Gene wurde mittels qRT-PCR aus Venentransplantaten der AVL untersucht.

Ergebnisse:

Am 28. postoperativen Tag (POT) füllten die AVL-Lappenplastiken die Isolationskammer vollständig aus und zeigten histologisch sowie im µCT homogene mikrovaskuläre Netzwerke. Die mittlere Anzahl an Mikrogefäßen und das Gefäßvolumen sowie der Prozentsatz an proliferierenden Zellen nahmen im zeitlichen Verlauf deutlich zu. Die dynamisch-mechanische Analyse zeigte eine deutlichere Steifheit der AVL-Lappenplastiken im Vergleich zur fasziokutanen Lappenplastiken von Erkrankten. Die qRT-PCR zeigte eine analoge Regulation Angiogenese assoziierter Genexpression im Vergleich zu vorausgegangenen Studien an Erkrankten, die eine zweizeitige Defektrekonstruktion mit einem Lappenplastik-Anschluss an einen AVL erhielten. Im Defektmodell zeigte sich zehn Tage nach Transplantation bei allen Lappenplastiken klinisch, angiographisch und histologisch ein stabiler Defektverschluss mit homogener Gefäßintegration in das umliegende Gewebe.

Schlussfolgerung und klinische Relevanz: Die AVL-Lappenplastik eignet sich zur freien Transplantation und Defektrekonstruktion unter minimaler Hebedefektmorbidität und kann prinzipiell unter strenger Indikation als OP-Technik am Patienten angewendet werden. Mit der AVL-Technik lassen sich innerhalb von 28 Tagen axial vaskularisierte Bindegewebslappenplastiken von klinisch relevanten Gewebevolumina züchten.

• Die AVL-Lappenplastik könnte defektnah angelegt werden und als lokale Lappenplastik zum Beispiel zur Rekonstruktion von Handrücken-Defekten mit freiliegenden Strecksehnen eingesetzt werden.
• Die AVL-Lappenplastik könnte defektfern angelegt werden und als freie Lappenplastik zur Defektrekonstruktion eingesetzt werden.

Stand: