Das isoliert perfundierte Schafbein als Ex-vivo-Modell für pharmakologische Untersuchungen

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung eines Ex‑vivo‑Modells des isoliert perfundierten Schafbeins unter Erhebung verschiedener Parameter zur Überprüfung der Vitalität. An dem Modell wurden magnetische nanoporöse Silica-Nanopartikel (MNPSNPs) mit einer antimikrobiellen Funktionalisierung getestet. Die MNPSNPs wurden auf ihre Verwendbarkeit in Magnetic Drug Targeting (MDT)-Systemen hin untersucht, mit deren Hilfe eine neue Form der Therapie von Implantatinfektionen ermöglicht werden soll. Für die Etablierung des Modells wurden die Vordergliedmaßen von euthanasierten Schafen verwendet. Diese wurden im Ellbogengelenk abgesetzt und mit einer oxygenierten Tyrodelösung in einem offenen System perfundiert. Zur Bestimmung einer ausreichenden peripheren Gewebeperfusion fand eine stündliche Messung der Hautoberflächentemperatur statt. Zur Überprüfung der Vitalität wurden der Glucoseverbrauch, die Lactatproduktion, die Freisetzung von intrazellulärer Lactatdehydrogenase und die mitochondriale Umsetzung des Farbstoffs Thiazolylblau-Tetrazoliumbromid (MTT‑Test) zweistündlich bestimmt. Die Gewichtsveränderung der Vorderbeine wurde als Maß für die Ödematisierung des Gewebes herangezogen und betrug im Durchschnitt 13,9 ± 6,78 %. Der MTT‑Test stellte sich als eine valide Methode zur Bestimmung der Vitalität dar. Unter Verwendung der Mikrodialysetechnik wurde in dem Modell das Verteilungs- und Freisetzungsverhalten der mit Enrofloxacin-funktionalisierten MNPSNPs untersucht. Die Injektion der MNPSNPs erfolgte sowohl subkutan als auch intra-arteriell. Es zeigte sich, dass je nach Applikationsform die MNPSNPs innerhalb der ersten Stunde 76 % (subkutan) bzw. 53 % (intra-arteriell) der maximal nachgewiesenen EFX Konzentration abgaben. Somit stellte die Etablierung dieses Ex-vivo-Modells eine nützliche und tierversuchsfreie Methode zur Erfüllung des 3R-Prinzips dar, um pharmakologische Substanzen in einem komplexen Organmodell auf deren Verteilungs- und Freisetzungsverhalten hin zu untersuchen.