Page 167 - Tailoring Electrospinning Techniques for Regenerative Medicine - Marc Simonet

Elektrospinnens. Das Abkühlen der Elektrospinngrundlage auf unter -35 °C ermöglicht die gleichzeitige Abscheidung von Kunststo fasern und Eiskristallen aus der kondensierenden Lu feuchtigkeit. Diese Eiskristalle werden zwischen den Kunststo fasern eingebettet und dienen als Porenschablone, erhöhen so die Hohlräume zwischen den Faserschichten und erleichtern dadurch die Zellinfiltration auch für Fasergerüste mit submikrometer grossen Fasern. Zusammen mit der Zunahme des Hohlraums verschiebt sich der Tangentenmodul dieser Gerüste in die gleiche Grössenordnung wie der Tangentenmodul von natürlichem Weichgewebe wie z.B. von Blutgefässen.
Während sowohl die physiologischen mechanischen Eigenscha en als auch die hohe Porosität für die Gewebezüchtung vielversprechend sind, ist die Kontrolle der räumlichen Faserentfernung dieser Gerüste, die o auch als Porengröße bezeichnet wird, entscheidend für die Zelladhäsion, Proliferation und Migration. Basierend auf einer Reihe von Niedertemperatur elektrogesponnenen Gerüsten aus Poly(milchsäure) und Poly(ε-caprolacton) (PCL) wurde festgestellt, dass die Fasersteifigkeit eine beträchtliche Kontrolle über die daraus resultierenden Gerüst-Zwischenräume erlaubt. Weitere Vorteile sind neben den kontrollierbaren Gerüstzwischenräumen die Schlichtheit des Prozesses und die Tatsache, dass keine zusätzlichen Chemikalien erforderlich sind. Des weiteren ist die
Methode robust sofern die Lu feuchtigkeit über 30% gehalten wird und ist nicht limitiert auf spezifische Kunststo e oder Gerüstformen.
Der zweite Teil der Arbeit konzentriert sich auf die Anwendung und die Funktionalität von elektrogesponnenen Gerüsten für das in-situ Entwickeln von Herzklappengewebe. Für diesen Ansatz der Gewebezüchtung sind Gerüste mit einer geeigneten biomechanischen und räumlichen Struktur erforderlich, um die sofortige Funktionalität und mechanische Robustheit zu gewährleisten wie auch die zelluläre Infiltration zu ermöglichen. Ein Kunststo , aufgebaut aus PCL-bisurea zeigte keine Ermüdungserscheinungen nach über 3 Millionen Zyklen bei 10% Dehnung und ist daher ein vielversprechender Kunststo für diese Anwendung. Die entsprechenden elektrogesponnenen Herzklappen, geformt aus einem elektrogesponnen Hohlzylinder, zeigten eine gute hämodynamische Leistung in einem Pulsduplikator bei „pulmonalen plus“ (50/25 mmHg) Bedingungen für 20 Stunden. Darüber hinaus zeigten diese Herzklappen sofortige Funktionalität in einem Schafmodell sowie zelluläre Infiltration mit anschliessender Kollagenproduktion bis zu 5 Wochen. Aufgrund des zu schnellen Abbaus des Kunststo gerüstes scheiterten die Herzklappen jedoch nach 4 bis 5 Wochen. Abgesehen von der erforderlichen Verbesserung der Abbaueigenscha en des Kunststo es, beweisen diese Resultate, dass die in-situ Gewebezüchtung
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