Präklinische in vitro Validierung und in vivo Evaluation eines neuartigen Biohybrid-Gradienten-Schichtsystem-Vlieses als Trägermatrix für eine vaskulogene Komponente zur Versorgung epithelialer Weichgewebsdefekte

• Antragsteller: Professor Dr. Günter Finkenzeller (†); Professor Dr. Pascal Tomakidi
• Fachliche Zuordnung: Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255953801

Da auch heutzutage die klinische Eignung gängiger Wundabdeckungen, insbesondere bei großflächigen Weichgewebsdefekten limitiert ist, und Evidenzen bestehen, dass der Einfluss einer vaskulogenen Komponente auf die Re-Epithelisierung des Defekts von großem Nutzen ist, verfolgt dieses kombinatorische Projekt an der Schnittstelle von Material- und Lebenswissenschaften zunächst das Ziel, ein neuartiges Biohybrid-Gradienten-Schichtsystem-Vlies (BGSV) als Zell-Matrixmaterial zur Behandlung auch großflächiger Weichgewebedefekte zu entwickeln. Im Entwicklungsteil sollen die biomechanischen Eigenschaften des BGSV durch variable Elastizitätsmoduli während des Fertigungsprozesses individuell so optimiert werden, dass es die Etablierung einer vaskulogenen Komponente, bestehend aus (i) umbilikalen Endothelzellen HUVECs oder erstmalig (ii) Peripherblut-Endothel-Progenitorzellen (EPCs), ermöglicht. Die iterative Optimierung der Biomechanik soll im Idealfall zur endothelialen Differenzierung der EPCs, beziehungsweise zur Ausbildung kapillarähnlicher Endothelstrukturen/von Endothel-Kapillarstrukturen im BGSV führen und anschließend im Vergleich zu avaskulären Kontroll-Vlies-Zellmatrizes unter in vitro Bedingungen präklinisch validiert werden. Diese Validierung erfolgt qualitativ, durch komparative experimentelle Analyse der putativen Verbesserung und/oder Beschleunigung der Morphogenese der oralen Mukosa und/oder der Haut durch den Einsatz gewebe-spezifischer humaner interaktiver Fibroblasten-Keratinozyten-Zellsysteme. Aus translationaler Sicht, das heißt, im Hinblick auf eine prospektive klinische Nutzung der vaskulariserten BGSVs erfolgt dann die in vivo Evaluation der jeweiligen Epithelregeneration analog der für die präklinische Validierung beschriebenen Vorgehensweise an einem Wundheilungsmodell in der athymischen Nacktmaus. Die bei der präklinischen Validiierung sowie der in vivo Evaluation gewonnenen Erkenntnisse an/aus zwei divergierenden Epitheltypen, Epidermis und Gingiva-Oralmukosa, können dabei wertvollen Aufschluss geben, ob sich die Befunde zur Epithelmorphogenese der auf die jeweilige vaskulogene Komponente optimierten BGSVs eventuell auf Körperepithelien generalisieren lassen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen