In-vivo- und In-vitro-Reaktionen auf implantierbare Mikrochips (Transponder) mit unterschiedlichen Oberflächenmaterialien
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Zusammenfassung
Die häufigste unerwünschte Reaktion im Zusammenhang mit implantierbaren Transpondern zur Identifikation von Tieren ist die Wanderung der Implantate im Tierkörper. Sie lässt sich vermutlich auf mehrere Ursachen zurückführen, u.a. auf das Oberflächenmaterial des Transponders. Ziel dieser Studie war es, die Reaktionen auf Transponder mit fünf verschiedenen Oberflächenmaterialien zu untersuchen und zu vergleichen. Im Rahmen einer pathologisch-morphologischen Bestandsuntersuchung von Mäusen wurde auch das Gewebe um die implantierten Transponder histopathologisch untersucht. 43 Mäuse waren mit fünf verschiedenen Transpondertypen markiert worden. Bei den Materialien handelte es sich um Bioglas, Bioglas mit einer Polypropylenkappe, Parylene C, Titan und Aluminiumoxyd. Vom Zeitpunkt der Implantation bis zur Euthanasie der Tiere waren sieben Wochen vergangen.Das Gewebe um die Transponder wurde vor allem hinsichtlich der Entzündungsreaktionen untersucht und ausgewertet. Im sich anschließenden In-vitro-Teil der Studie wurden Transponder mit den fünf verschiedenen Oberflächenmaterialien in Zellkulturflaschen platziert und mit zwei verschiedenen felinen Fibrosarkomzelllinien beschickt; nach einer Bebrütungszeit von drei bzw. vier Tagen wurden die Anzahl und die Morphologie der Zellen um und auf den Transpondern beurteilt, zum einen im Gewebekulturmikroskop, zum anderen im Rasterelektronenmikroskop. Auf den Bioglas-Transpondern fiel bei der Ablage in die Zellkulturflaschen makroskopisch eine vaselineartige Masse auf, die auch an den Kanülen des Injektionssystems vorhanden war.Bei den Aluminiumoxyd-Transpondern wurde in beiden Versuchsteile makroskopisch häufig festgestellt, dass sich das oberflächliche Material teilweise von der Transponderoberfläche abgelöst hatte, also sowohl bei der Entnahme der Transponder aus dem Gewebe als auch aus den Zellkulturflaschen. Einen ähnlichen Befund gab es in seltenen Fällen bei Entnahme der Titan-Transponder aus dem Gewebe. In diesen Fällen waren zudem makroskopische Grau7verfärbungen im Gewebe um die Transponder zu sehen. Bei der histopathologischen Untersuchung war der Transponder in allen Präparaten von einer dünnen Bindegewebskapsel umgeben.Es ergab sich sowohl für Bioglas als auch für Aluminiumoxyd eine deutliche Tendenz zur granulomatösen Entzündung. Bei Bioglas waren die Granulome mit optisch leeren Hohlräumen assoziiert, die an Fettvakuolen erinnerten. Allerdings fand sich diese Reaktion nicht um den Bioglasteil der Polypropylen-Transponder. Sowohl bei Bioglas als auch bei Aluminiumoxyd gab es auch eine z.T. mittelgradige Beteiligung von eosinophilen Granulozyten und Mastzellen, sowie geringgradig von neutrophilen Granulozyten und bei Bioglas auch Lymphozyten. Auf die Transponder mit den Polypropylenkappen reagierten mehrere Mäuse mit einer gering- bis mittelgradigen chronischen Granulationsgewebsbildung. Außerdem waren die Haargranulome bei Polypropylen stärker ausgeprägt als bei den anderen Materialien.Parylene C und Titan zeigten die wenigsten Gewebereaktionen. Bei Titan wurde in seltenen Fällen mikroskopisch eine gering- bis mittelgradige Fremdkörperreaktion um Titanpartikel beobachtet, während bei Parylene C gelegentlich doppelbrechende Materialeinschlüsse mit einer begleitenden minimalen bis geringgradigen Fremdkörperreaktion erkennbar waren. Die Beurteilung der Dichte des Zellverbandes und Anzahl von felinen Fibrosarkomzellen in vitro in der Umgebung von und auf den Transpondern ergab für Bioglas und Aluminiumoxyd eine minimale bis geringe Dichte in der Umgebung von und so gut wie keine Zellen auf den Transpondern. Bei Polypropylen und Parylene C war die Dichte des Zellrasens um die Transponder hoch, auf ihnen war aber nur eine mäßige Zellzahl vorhanden. Bei Titan zeigte sich eine hohe Dichte um die Transponder, außerdem war auf den Transpondern eine hohe Zellzahl mit einer deutlichen Verbandsbildung zu sehen. Es wird diskutiert, dass sich eine mit wenigen Entzündungszeichen im Gewebe einhergehende Reaktion sowie eine gutes Zellwachstum in Gegenwart des Transponders in der Zellkultur vermutlich günstig auf die Ortstabilität des Transponders auswirken. Titan und Parylene C erzielten in dieser Studie die besten Ergebnisse, wobei Titan in der In-vitro-Studie ein deutlich besseres Ergebnis als Parylene C zeigte, das durch die in seltenen Fällen abgelösten Metallpartikel und die daraus resultierende geringgradige Fremdkörperreaktion im In-vivo-Teil aber wieder etwas relativiert wurde. Vor diesem Hintergrund und den Ergebnissen dieser Studie scheinen Parylene C und Titan die am besten geeigneten Materialien zur BeschichtungVerknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler 2006