Hypothermic Spinning for Cell and Tissue Storage (HypSpin)

In dem Bereich der regenerativen Medizin ist die sichere Konservierung von Zellen, zellulären Therapeutika und Konstrukten von besonderer Wichtigkeit, um die Lagerung, den Transport sowie eine ausreichende Verfügbarkeit dieser Produkte zu gewährleisten. Neben der Kryokonservierung (Langzeitkonservierung) mit ihren Lagertemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes, ermöglicht die hypothermische Konservierung (Kurzzeitkonservierung) eine Lagertemperatur oberhalb des Gefrierpunktes und reduziert somit mögliche temperaturbedingte zelluläre Schädigungsmechanismen.

Ein stetig wachsen der Forschungsbereich in der regenerativen Medizin ist der Bereich des Tissue Engineering. Hierbei stellt die Herstellung elektrogesponnener Fasermatten aus einer Polymerlösung einen vielversprechenden Ansatz zur Nachahmung der nativen extrazellulären Matrix dar. Die erzeugten Fasermatten dienen als Trägerstruktur und können mit ausgewählten Zellentypen in vitro besiedelt und kultiviert werden. Allerdings ist der Elektrospinnprozess von verschiedenen Parametern abhängig und muss daher weiter optimiert werden. Auch die Auswahl der applizierten Polymere und Polymerkombinationen muss sorgfältig durchgeführt werden.

In diesem Projekt wird deshalb zunächst der Elektrospinnprozess, als Methode zur Herstellung von nano- und mikrostrukturierten porösen Faserstrukturen (Scaffolds), hinsichtlich der vorgesehenen Applikation der hypothermischen Lagerung von zellbesiedelten Tissue Engineering (TE) Konstrukten optimiert. Hierzu zählen unter anderem die Auswahl geeigneter Polymere (wie beispielsweise Polylactide, Polycaprolacton, Polyethylenoxid, Polyethylenglycol und Polyvinylalkohol) und Polymerkombinationen sowie weitere morphologische, physikalische, chemische und biologische Parameter. Im weiteren Verlauf werden die hergestellten Fasermatten mit ausgewählten Zelltypen besiedelt, kultiviert und analysiert. Die zelluläre Besiedelung der Proben erfolgt einerseits in verkapselter Form, innerhalb der elektrogesponnenen Faser (koaxiales Elektrospinnen, Kooperationspartner), sowie andererseits statisch zwischen bzw. auf den elektrogesponnenen Fasern (IMP). Hierbei stehen insbesondere die Untersuchungen der zellulären Viabilität und Aktivität im Fokus. Weiterhin wird in besonderem Maße die hypothermische Lagerung sowie die Kryokonservierung der besiedelten TE-Konstrukten analysiert und optimiert, mit dem Ziel ihre Funktionalität und Konservierungsdauer mit beiden Konservierungsmethoden zu erhöhen. Hinsichtlich der hypothermischen Lagerung sind insbesondere die angewandten Lagertemperaturen sowie die verwendeten hypothermischen Konservierungsmedien als bedeutende Parameter für die Optimierung der Konservierungsdauer anzusehen.