Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Histologische Untersuchung dezellularisierter Aortenklappenmatrices nach orthotoper Implantation ins Schafmodell

Braun, Maike

Heart valve replacement, and more specifically replacement of the aortic valve, is the most common surgical procedure for treatment of valve diseases. Despite success, clinically available aortic valves have major limitations. Recently, the development of tissue engineered heart valves, using decellularization techniques, offers the possibility to improve the existing prosthetic systems. Thus, the aim of this study was to determine whether decellularized aortic valves could be suitable matrices for tissue engineered aortic valve prosthesis. Ovine aortic valves were decellullarized using a solution of 0.5% sodium deoxycholate and 0.5% sodium-dodecylsulfate. Thirty-four sheep were implanted with one of the following valves for either 3 or 9 months: decellularized only (3 mo: n=8; 9 mo: n=8), decellularized and coated with CCN1(an adhesion supporting protein) (3 mo: n=3; 9 mo: n=7), or native valve (3 mo: n=6; 9 mo: n=2). Of these 34 sheep, 23 (68%) survived the course of the experiment, 3 or 9 months respectively. It was exposed, that despite antithrombotic therapy in 19 of the 23 sheep little till moderate thrombosis was found. Prior to explantation of the valves, a transoesophageal ultrasound was performed to assess valve function and a moderate insufficiency of the valves was detected in 17 of the 23 surviving sheep, regardless of valve implanted. However, there were now clinical signs of insufficiency. Histological analysis indicated an incomplete endothelium on both decellularized and decellularized-CCN1 treated valves after 3 and 9 months. Analysis of CD31, eNOS and von Willebrand factor via immunohistochemistry, confirmed these results. But it was also showed, that reendothelialisation of the aortic valve could be more advanced. The problem may be the arterial pressure which is as high as in humans.

Der Ersatz von Aortenklappen ist in der modernen Medizin eine gängige Methode zur chirurgischen Therapie von manifesten Aortenklappenerkrankungen. Die Entwicklung von Tissue engineerten Herzklappen bietet die Möglichkeit, die bisherigen Prothesensysteme grundlegend zu verbessern. Ziel der vorliegenden Arbeit war es herauszufinden, ob sich dezellularisierte Aortenklappenmatrizes als Grundlage für Tissue engineerte Aortenklappenprothesen eignen. Dazu wurden ovine Aortenklappen in einer Lösung aus 0,5% igem Natriumdeoxycholat und 0,5% igem Natriumdodecylsulfat dezellularisiert. 34 Schafe erhielten entweder eine dezellularisierte (3 Monate: n 8, 9 Monate: n=8), eine dezellularisierte und mit CCN1 (einem adhäsionsförderndem Protein) beschichtete (3 Monate: n=3, 9 Monate: n=7) oder als Kontrolle eine native Aortenklappe (3 Monate: n=6, 9 Monate: n=2) implantiert. Von 34 operierten Schafen erreichten 23 (68%) das Versuchsende. Makroskopisch stellte es sich jedoch heraus, dass trotz antithrombotischer Therapie bei 19 der 23 explantierten Aortenklappen thrombotische Auflagerungen zu finden waren. Unmittelbar vor der Tötung der Tiere wurde zur Funktionsüberprüfung der Implantate eine transösophageale Ultraschall-Untersuchung durchgeführt, wobei bei 17 der 23 ausgewerteten Tiere eine leichte bis mäßige Insuffizienz der Klappen nachgewiesen werden konnte. Klinische Erscheinungen hatten diese jedoch nicht zur Folge. In der Histologie zeigten sich nach drei und nach neun Monaten sowohl auf dezellularisierten als auch auf dezellularisierten und mit CCN1 beschichteten Aortenklappen ein unvollständiges Endothel. Durch die immunhistologische Untersuchung mit CD31, eNOS und von Willebrand-Faktor spezifischen Antikörpern konnten diese Ergebnisse bestätigt werden. Es ließ sich in dieser Arbeit jedoch zeigen, dass die Reendothelalisierung im Bereich der Aortenklappe noch nicht zufriedenstellend ist. Das Problem liegt hierbei wahrscheinlich im hohen arteriellen Blutdruck bedingt, der sich beim Schaf in ähnlichen Bereichen wie beim Menschen befindet.

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Braun, Maike: Histologische Untersuchung dezellularisierter Aortenklappenmatrices nach orthotoper Implantation ins Schafmodell. Hannover 2011. Tierärztliche Hochschule.

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