Modifizierte Oberflächen von Cochlea-Implantaten: Effekte auf das Bindegewebswachstum und das Überleben der Spiralganglienzellen in vivo im Meerschweinchen

Das Ziel der vorliegenden Studie war die Optimierung von Cochlea-Implantaten (CIs) durch eine Reduktion des Bindegewebswachstums mittels antiinflammatorisch wirksamer Beschichtungen. Gleichzeitig wurde während der tierexperimentellen Versuche besonderes Augenmerk auf die Umsetzung des 3R-Prinzipes gelegt.

In entsprechenden Versuchen wurden Meerschweinchen CIs implantiert mit Dexamethason im Grundkörper und zusätzlicher Beschichtung mit Poly-L-Lactiden (PLLA) mit den Medikamenten Diclofenac und Immunophilin-Inhibitor MM284. Über einen Versuchszeitraum von vier Wochen wurden in den ersten zwei Wochen täglich die Impedanzen zwischen den Elektrodenkontakten und dem umgebenden Gewebe gemessen, anschließend wöchentlich. Nach Versuchsende wurden das Bindegewebs-wachstum und das Überleben der Spiralganglienneurone (SGN) in der Cochlea mittels konfokaler Laserscanning-Mikroskopie quantifiziert. Dabei zeigte sich, dass die PLLA-beschichteten Elektroden nach der Implantation einen erhöhten Schaden innerhalb der Cochlea verursachten. In den Impedanzmessungen waren keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen zu verzeichnen, die Werte stiegen in allen Gruppen im Versuchszeitraum gleichermaßen an. Dieser Anstieg war in der Diclofenac- und MM284-Gruppe allerdings verzögert. Das Bindegewebswachstum dehnte sich in den Gruppen mit PLLA-Beschichtung teilweise bis zum Apex aus, auch hier gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen. In der PLLA- und der Diclofenac-Gruppe war die Zahl der SGN signifikant erniedrigt im Vergleich zur unbehandelten Seite, bei der MM284-Gruppe nicht. Auch wenn die polymere Beschichtung nicht flexibel genug war, scheint MM284 vor allem im Zusammenhang mit der Cochlea-Implantation Potenzial für weitere Untersuchungen zu haben. Da im Rahmen der vorliegenden Versuche die Effekte auf das Bindegewebswachstum in der Cochlea im Fokus standen, konnte auf eine vorherige Ertaubung der Tiere verzichtet werden. In vielen anderen Bereichen der Hörforschung ist eine vorherige Ertaubung der Tiere jedoch unabdingbar. Die systemische, dauerhafte Ertaubung mittels subkutaner Applikation von Kanamycin und intravenöser Gabe von Furosemid ist dafür eine seit langem etablierte Methode. Die intravenöse Verabreichung von Furosemid erforderte bislang einen invasiven Eingriff im Halsbereich der Tiere, um die Jugularvene freizulegen, da ein relativ großes Volumen (1 ml pro 500 g Körpergewicht) über einen Zeitraum von etwa 2,5 Minuten i.v. injiziert werden muss. An 11 Dunkin-Hartley-Meerschweinchen wurde geprüft, ob eine weniger invasive Applikation des Furosemids über eine Beinvene den gleichen Effekt erzielt wie über die Jugularvene. Dazu wurden spezielle Venenkatheter angefertigt, die die Punktion der Venen und die anschließende langsame Injektion des Furosemids ermöglichen. Vor und nach dem Eingriff wurden die Hörschwellen der Tiere frequenzspezifisch gemessen, um das normale Hörvermögen bzw. die erfolgreiche Ertaubung zu überprüfen. Bei 10 der 11 Tiere war die neuartige Methode der systemischen Ertaubung erfolgreich. Damit gilt die Methode als etabliert. Die Vena saphena erwies sich für die Anwendung als am besten geeignet. Das Allgemeinbefinden der Tiere war nach der Beinvenenapplikation besser als bei der Ertaubung durch Exposition der Vena jugularis. Vorteile sind des Weiteren eine deutlich kürzere Narkosezeit, was das Risiko für Nierenerkrankungen reduziert, ein weniger invasiver Eingriff, der Nebenwirkungen wie Schluck-beschwerden ausschließt, und damit eine deutliche Reduzierung von Stress für das Tier.