Verbesserte Adhäsion von Endothelzellen auf beschichteten Oxygenatormembranen aus PMP

Einleitung: Patienten mit schweren Lungenschäden, wie sie beispielsweise bei der chronisch-obstruktiven Lungenerkrankung auftreten, sind auf den Einsatz von Membranoxygenatoren zur Oxygenierung und Kohlenstoffdioxidentfernung angewiesen. Standardmäßig werden hierzu Hohlfasermembranen aus Polymeren, z.B. Polymethylpenten (PMP), eingesetzt, an deren Oberfläche der Gasaustausch stattfindet. Aufgrund der fehlenden antithrombogenen Eigenschaften des Fasermaterials kommt es jedoch zur Thrombenbildung, welche wiederum die Gasaustauschrate und damit die Lebensdauer der Membran verringert. Eine Endothelialisierung der Faseroberfläche soll daher antithrombogene Eigenschaften vermitteln. Materialien und Methoden: Aus Hautbiopsaten isolierte humane dermale mikrovaskuläre Endothelzellen (HDMECs) wurden auf die beschichteten PMP-Fasermatten ausgesät. Im Anschluss an die Adhäsion der Zellen, wurden die Fasermatten in einem Flussreaktor unter dynamischen Bedingungen kultiviert. Die Besiedlung der Fasern, sowie die Viabilität der Zellen, die Integrität des Zellmonolayers und die Expression endothelzell-spezifischer Marker wurde analysiert. Hierzu fand eine Lebend-Tot-Färbung mittels Fluoresceindiacetat und Propidiumiodid (FDA/PI), sowie Immunfluoreszenzfärbungen von vaskulärem endothelialem Cadherin (VE-Cadherin) und PECAM-1 statt. Ergebnisse und Diskussion: Mittels FDA/PI-Färbung wurde direkt im Anschluss an die Adhäsionszeit sowie nach 7- bis 14-tägiger dynamischer Kultur nachgewiesen, dass die Bedeckung großer Teile der Faseroberfläche mit viablen Zellen erreicht werden konnte. Die Zellen zeigten die Expression der Proteine VECadherin und PECAM-1, welche wichtige Bestandteile der Zell-Zell-Kontakte innerhalb des Endothels darstellen und damit dessen Integrität - die Voraussetzung für die Antithrombogenität - widerspiegeln. Im Gegensatz zu früheren Studien konnte in den vorliegenden Versuchen die dynamische Kultivierung primärer humaner Endothelzellen auf beschichteten PMP-Fasern verbessert werden. Eine dynamische Kultivierung unter physiologischen Flussbedingungen war ebenfalls möglich.