Förderung der peripheren Nervenregeneration durch "Tissue engineering"

Zur Überbrückung großer Defektstrecken peripherer Nerven mittels biohybrider Nerventransplantate sollte in der vorliegenden Arbeit Polysialinsäure (PolySia) als mögliche Gerüstsubstanz getestet werden. Der klinische Standard nach Verletzungen peripherer Nerven mit großem Substanzverlust, das autologe Transplantat, hat verschiedene Nachteile. Hierzu zählen der Verlust der Sensibilität an der Entnahmestelle des Spendernerven, eine Ungleichheit zwischen Spender- und Empfängernerv bezüglich der Größe und der Qualität der Fasern und eine zusätzliche Operation für den Patienten. Daher ist die Herstellung biohybrider Nerventransplantate mittels „Tissue engineering“ eine mögliche Alternative. Die Gerüstsubstanz sollte biokompatibel, permeabel und degradierbar sein. Zudem sollte das Gerüst mit Schwann-Zellen gefüllt sein und neurotrophe Faktoren bereitstellen. Um mögliche Effekte exogener PolySia auf die Nervenregeneration zu evaluieren, wurde in einer ersten Studie eine 10 mm lange Defektstrecke im N. ischiadicus adulter Ratten mittels Silikonröhrchen überbrückt. Diese waren mit gelöster PolySia, Schwann-Zellen oder PolySia und Schwann-Zellen gefüllt. Als Negativkontrolle dienten Matrigel-gefüllte Silikonröhrchen. In einer zweiten Studie wurde eine 13 mm lange Defektstrecke entweder mit Silikonröhrchen, gefüllt mit PolySia, Schwann-Zellen oder PolySia und Schwann-Zellen, überbrückt und mit dem Autotransplantat verglichen. Es konnte in der 10 mm-Studie eine deutliche Verbesserung der histomorphometrischen Parameter in den PolySia-transplantierten Tieren festgestellt werden, sowie elektrodiagnostisch eine bessere funktionelle Regeneration. Die Ergebnisse der 13 mm-Studie zeigen jedoch, dass der Einsatz gelöster PolySia in einem Silikonröhrchen dem Autotransplantat unterlegen ist. Für ein ideales biohybrides Nerventransplantat ist eine Leitstruktur, die der extrazellulären Matrix ähnelt, nötig. Darum wurden in weiteren Versuchen PolySia-basierte Nanomaterialien auf ihre Biokompatibilität getestet. Die verwendeten Nanofasern lösten jedoch eine Immunreaktion im Gewebe aus und die Nanopartikel konnten nicht mehr im Tier nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass PolySia das Potential zur Gerüstsubstanz biohybrider Nerventrasplantate besitzt, eine Weiterentwicklung der Materialien ist jedoch notwendig, um für die klinische Anwendung geeignete Interponate zu bekommen.