Entwicklung eines Konzeptes zur Herstellung und Kryokonservierung von Tissue-Engineerten Amnionmembranen

Humane Amnionmembranen (hAM) wurden als Biomaterial auf dem Gebiet der Dermatologie in der plastischen Chirurgie, bei Hauttransplantationen zur Regeneration von Hautverbrennungen und in der Augenheilkunde verwendet. Diese Anwendungen sind den einzigartigen entzündungshemmenden Eigenschaften von hAM zurückzuführen. Trotz der hervorragenden biologischen Eigenschaften der hAM stellt die Verwendung von nativen hAM aufgrund der variierenden Gehalte an Wachstumsfaktoren und Regulatoren für die Remodelierung von extrazellulärer Matrix bei Spendern erhebliche Herausforderungen dar. In dieser Hinsicht bietet Tissue Engineering von hAM eine hervorragende Alternative, um Gerüstmaterial mit standardisierten Eigenschaften herstellen zu können. Obwohl hAM für die Entwicklung von Implantaten, vor allem im kardiovaskulären Bereich, in der Augenheilkunde und Knochenheilung, verwendet wird, gibt es kaum Information zur Lagerung solcher amnion-basierten Implantate oder TECs. Um die vielversprechende Lagerungsmethode herauszufinden, müssen verfügbare (Kryo-) Konservierungsmethoden für die Lagerung von amnion-basierten TECs im Hinblick auf ihre Effizienz bei der Aufrechterhaltung biologischer Funktionen wie Angiogenese, Entzündungshemmung und Antifibrotika untersucht und mit den Eigenschaften der nativen hAM verglichen werden.

Im Rahmen des Projektes werden Amnion-basierten TECs unter Einsatz von Elektrospinnenverfahrens und Patient-eigenen Zellen entwickelt. Die humanen Amnionmembranen werden gefriergetrocknet und mittels Kryomilling-Verfahrens pulverisiert. Demnächst wird das Elektrospinnenverfahren optimiert, um die Gerüststrukturen miteingebrachten hAM-Partikeln und den Amnionmembran-ähnlichen strukturellen und funktionellen Eigenschaften, wie Morphologie, Faserdurchmesser, Dicke, strukturelle und mechanische Eigenschaften, erzeugen zu können. Demnächst wird die Biokompatibilität der Gerüststrukturen untersucht, indem die Vitalität und Funktionalität der Zellen mittelsbildgebender und biochemischer Verfahren evaluiert werden. Die Kryokonservierung von den funktionsfähigen TECs wird unter Einsatz von Controlled-Rate-Freezers, unterschiedlicher Zusammensetzung von Kryoprotektiva in den Kryobeutel validiert. Die Effizienz der Kryokonservierung wird anhand des Vergleichs der Eigenschaften der TECs vor und nach der Kryokonservierung evaluiert.