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Einleitung: Die Bioaktivierung dermaler Hautersatzmaterialien durch Applikation von mesenchymalen Stromazellen (MSCs) gilt als vielversprechender Ansatz zur Unterstützung der Wundheilung. Es gibt jedoch nur wenige Erkenntnisse zur Interaktion zwischen MSCs und Trägermaterial sowie Vergleiche potentiell geeigneter Materialien. Vor dem klinischen Einsatz bioaktivierter Materialien muss die Entscheidung für ein Material getroffen werden. Die vorliegende Arbeit vergleicht die Eigenschaften von vier verschiedenen Hautersatzmaterialien in ihrer Eignung als Träger von MSCs.

Material und Methoden: Die ausgewählten Hautersatzmaterialien, basierend auf Kollagen (Integra Matrix^®), Fibrin (Smart Matrix), Chitosan (BioPiel^®) und azellularisierter Haut (Strattice^®) wurden zunächst im Hinblick auf ihre Hydrophilität untersucht sowie ihre Struktur mittels Rasterelektronenmikroskop dargestellt. MSCs wurden aus humanem Fettgewebe von Patienten gewonnen, die ihre Einwilligung zur Studienteilnahme gegeben hatten. Charakterisierung der MSCs erfolgte mittels fluoreszenzunterstützter Durchflusszytometrie (FACS). Jeweils 1,8x105 Zellen wurden in 6 mm durchmessende, runde Proben der Hautersatzmaterialien eingesäht. Nach der Einsaht wurde die Einsahteffizienz durch Zellzählung der nicht adhärenten Zellen beurteilt (nach Neubauer). Ergänzend wurde die Effizienz der Einsaht nach eintägiger Inkubation erneut beurteilt, in dem die metabolische Aktivität der adhärenten Zellen durch wasserlösliches Tetrazolium (WST) bestimmt wurde. Im Anschluss wurden über 14 Tage die metabolische Aktivität mittels WST und das Zellüberleben mittels Laktatdehydrogenase (LDH) beobachtet.

Ergebnisse: Die Analyse der Mikrostruktur mittels Rasterelektronenmikroskop zeigte deutliche Unterschiede im Hinblick auf Oberflächenstruktur, Porengröße und Dicke der Materialien. Chitosan (BioPiel^®) weist eine filmartige Struktur auf und kann somit im Unterschied zu den anderen nicht als dreidimensionales Konstrukt gesehen werden. Deutliche Unterschiede ergaben sich bei der Hydrophilität der Materialien. Durch die Messung der Hydrophilität konnte für jedes der Materialien die Zelleinsaht optimiert werden. Kollagen (Integra Matrix^®) zeigte die höchste Fähigkeit Wasser aufzunehmen (p<0.05). Die Effizienz der Einsaht war bei Chitosan (BioPiel^®) mit 60% signifikant geringer (p<0.05) als bei den anderen Materialien welche eine Effizienz von etwa 90% zeigten. 24 Stunden nach der Einsaht war bei der azellularisierten Haut (Strattice^®) eine signifikant (p<0.05) niedrigere metabolische Aktivität festzustellen. Die anderen Materialien zeigten hohe Werte metabolischer Aktivität, die sich im Verlauf über 14 Tage nicht signifikant voneinander unterschieden. Diese Ergebnisse konnten durch den analogen Verlauf der LDH Werte ergänzt werden.

Schlussfolgerung: Unser Vergleich der vier dermalen Hautersatzmaterialien zeigt, dass Integra^®, Smart Matrix und BioPiel^® potentiale Kandidaten zur Applikation von MSCs auf Wunden darstellen, wohingegen das Aufbringen von MSCs auf Strattice® auf Grund von niedrigen Überlebensraten der Zellen nicht erfolgreich verlief. Die Daten dieser Arbeit sollen helfen, die Verwendung von MSCs in bioaktivierten dermalen Hautersatzmaterialien zu optimieren. Als nächster Schritt sollten die hier gewonnen Erkenntnisse in einerin vivo Studie bewertet werden.