In-vivo-Studie über dezellularisierte Segmente der ovinen Aorta und der Arteria pulmonalis als Aortenersatz

Jährlich sind beim Menschen deutschlandweit ca. 7000 operative Eingriffe an der Aorta nötig. Bisher verfügbare Prothesen insbesondere aus PET und PTFE sind jedoch mit erheblichen Nachteilen verbunden, wie Thrombogenität, Degeneration und schwer beherrschbare Infektionen. Daher wird seit einigen Jahren der Ansatz verfolgt, eine bioartifizielle Gefäßprothese zu entwickeln. Bei dem sogenannten Tissue Engineering werden natürliche Matrices als Grundlage für die Prothesen herangezogen, die in vivo wieder mit Zellen besiedelt werden. Dieses Prinzip wurde bereits erfolgreich als Grundlage bei einem experimentellen Aortenklappenersatz angewendet (BARAKI et al. 2009). Im Bereich der Gefäßchirurgie wurden dezellularisierte Schweineaorten unter der Haut der Ratte getestet (BADER et al. 2000), dezellularisierte Pulmonalarterienteilstücke in gesetzten Defekten der Pulmonalarterie und Aorta (KETCHEDJIAN et al. 2005) eingesetzt, und dezellularisierte Pulmonalarterienteilstücke im Bereich der thorakalen Aorta verwendet (LEHR et al. 2011). In der vorliegenden experimentellen Studie wurden daher im Schafmodell allogene Aorten- und Pulmonalarteriengrafts dezellularisiert und ihre Eignung als prothetisches Substrat für eine regenerative Aortenprothese funktionell, histologisch, immunhistochemisch und mittels Magnetresonanztomographie untersucht. Die Hälfte der Versuchstiere erhielt zur passageren Stabilisierung der biologischen Grafts eine degradierbare Magnesiumspange. Die getestete Implantationsdauer lag bei einem, drei und sechs Monaten. Bei der histologischen Begutachtung der dezellularisierten Gefäße aller anderen Tiere, zeigte sich eine Neointimabildung aus Endothelzellen, glatten Muskelzellen und Myofibroblasten auf allen dezellularisierten Gefäßen. Die Rebesiedlung der dezellularisierten Grafts fand vorwiegend von der Adventitia-Seite ausgehend statt. Anzeichen einer Entzündung waren in keinem der dezellularisierten Grafts nachweisbar. Allerdings sind zwei der 18 Tiere auf Grund eines rupturierten Pulmonalarteriengrafts verendet. Die Pulmonalarteriensegmente sind aufgrund ihrer geringen Länge, der schwierigen intraoperativen Handhabung, dem Rupturrisiko und dem Nachweis einer Verdichtung der Grafts bei zeitgleich massiver Hyperplasie der Neointima als Ersatzmaterial im kardiovaskulären Hochdrucksystem nicht geeignet. Die dezellularisierten Aorten zeigten dagegen eine gute Handhabbarkeit, positive Dezellularisierungsergebnisse, eine hervorragende Integration in den Wirtsorganismus, eine mittelmäßige Rebesiedlung und geringere Verdichtung sowie keine Anzeichen von Dilatation oder Ruptur. Die degradierbaren Magnesiumspangen zeigten eine gute Biokompatibilität und ein entsprechend der angestrebten Funktion angemessenes Degradationsverhalten. Auf Grund der gesehenen Rupturen muss geschlussfolgert werden, dass die Spangen zur Stabilisierung der dezellularisierten Pulmonalarterien nicht ausgereicht haben. Zur Optimierung der zellulären Rebesiedlung der dezellularisierten Aorten kann eine In-vitro-Rebesiedlung mit autologen Zellen erwogen werden.