In vivo-Untersuchung zum Einwachsverhalten eines neuen Polymers im Mausmodell unter dem Aspekt der T-Zell Defizienz
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Zusammenfassung
Polymere Biomaterialien finden in der Human- und Tiermedizin eine breite Anwendung beispielsweise in Form von Nahtmaterialien, als Bestandteile künstlicher Gelenke, im Rahmen des Tissue Engineering und in der Pharmakotherapie (Controlled Drug Delivery).Ein Biomaterial, das als Implantat in den Organismus eingesetzt werden soll, muß biokompatibel sein. Biokompatibilität berücksichtigt chemische und physikalische Wechselwirkungen des Biomaterials mit dem umgebenden Gewebe sowie die biologischen Reaktionen auf das Implantat. Sie charakterisiert ein Biomaterial bezüglich der Gewebereaktionen nach einer Implantation z.B. als nicht pyrogen, zytotoxisch, antigen, mutagen, karzinogen oder teratogen. Die Wechselwirkungen eines Biomaterials mit dem Gewebe sind abhängig von der Mikroarchitektur, den physiko-chemischen Eigenschaften und der lokalen Umgebung des Polymers. Die Reaktion des Organismus auf ein Biomaterial hängt auf der einen Seite vom Biomaterial und auf der anderen Seite vom Wirt ab. Dabei spielen T-Lymphozyten als Teil der spezifischen Immunantwort eine wichtige Rolle. T-Lymphozyten sind an Prozessen wie Wundheilung, Autoimmunerkrankungen, Bone remodelling, Transplantatabstoßung und Allergie beteiligt. Beim Einsatz von Biomaterialien sind sie wahrscheinlich an der allergischen Unverträglichkeitsreaktion auf Implantatmaterialien und an der periimplantären Osteolyse um und der aseptischen Lockerung von Knochenimplantaten beteiligt.Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Biokompatibilität und Gewebeintegration eines neuen elastischen, glatten und langzeitstabilen Polymers im Tiermodell unter dem Aspekt der T-Lymphozyten-Defizienz. Bei dem Biomaterial handelt es sich um ein Polymernetzwerk aus Butylacrylat und Poly-epsilon-caprolacton, dessen Eigenschaften bezüglich Degradationskinetik und mechanischer Festigkeit während der Synthese beeinflußbar sind.Runde Polymerscheiben wurden subkutan in die congenital athymische NMRI nu/nu Maus und den entsprechenden Auszuchtstamm für Implantationszeiträume von bis zu 9 Wochen eingesetzt. Danach wurden die Polymerproben und das periimplantäre Gewebe explantiert und histologisch aufgearbeitet. Es wurden Unterschiede bezüglich des Integrations- und Abbauverhaltens und der zellulären Reaktionen auf das Polymer zwischen der immunkompetenten NMRI Maus und der T-Lymphozyten-defizienten NMRI nu/nu Maus festgestellt. Die Integration des Polymers war angesichts der glatten Oberflächen überraschend gut, erfolgte in der NMRI nu/nu Maus im Vergleich zur immunkompetenten Maus aber zeitlich verzögert. Bei beiden Mauspopulationen wurden eine milde Fremdkörperreaktion und das Auftreten von isolierten Polymerpartikeln im umgebenden Gewebe beobachtet. Der degradative Prozess war bei der NMRI nu/nu Maus jedoch deutlich stärker. Ebenso deutlich war das Auftreten von MHC II-positiven Zellen, die meist um isolierte Polymerpartikel zu finden waren. Subtile Unterschiede wurden zwischen beiden Mauspopulationen bezüglich des Heranwachsens von Gewebe und der ermittelten pH-Werte im periimplantären Gewebe festgestellt.Die verzögerte Integration, das verstärkte Auftreten der MHC II-positiven Zellen und die höhere Degradationsrate des Polymers im T-Lymphozyten-defizienten Mausmodell könnte T-Lymphozyten abhängig sein. Dies müsste aber noch genauer untersucht werden.Unsere Untersuchungen weisen darauf hin, dass das Polymer biokompatibel und auf Grund seiner Eigenschaften für den Einsatz in der Medizin geeignet ist.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler 2009