Biochemische Charakterisierung von mikrokristalliner Zellulose und Besiedelung mit Endothelzellen

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	27 May 2015
Referee:	Prof. Dr. Christof Schmid and Prof. Dr. Lars Maier
Date of exam:	20 May 2015
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Herz-, Thorax- und herznahe Gefäßchirurgie
Keywords:	mikrokristalline Zellulose, bacterial cellulose, endothelial cells
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	31863

Abstract (German)

Der Gefäßersatz der Koronarien ist die heutzutage am häufigsten durchgeführte herzchirurgische Operation. Das Fehlen von geeignetem natürlichen Material kann durch den Einsatz von künstlich hergestelltem Gefäßersatz abgemildert werden. Diese Studie untersuchte die Verwendung von bakterieller Zellulose (BC), produziert vom Bakterium Acetobacter xylinum, als Material für den künstlichen ...

Abstract (German)

Der Gefäßersatz der Koronarien ist die heutzutage am häufigsten durchgeführte herzchirurgische Operation. Das Fehlen von geeignetem natürlichen Material kann durch den Einsatz von künstlich hergestelltem Gefäßersatz abgemildert werden. Diese Studie untersuchte die Verwendung von bakterieller Zellulose (BC), produziert vom Bakterium Acetobacter xylinum, als Material für den künstlichen Gefäßersatz. In seinen Eigenschaften ist es dem Kollagen ähnlich. Dieses Material wurde mit Endothelzellen, welche aus humanen Umbilicalvenen gewonnen wurden, und Glattmuskelzellen, welche aus nicht mehr benötigten Gefäßresten menschlicher Arterien extrahiert wurden, besiedelt. Verschiedene Besiedelungsmethoden wurden durchgeführt, nämlich die statische Besiedelung, ferner die Besiedelung mittels Zentrifuge und die Kolonisation im Bioreactor. Vor jedem Versuch wurde die BC sterilisiert. Statisches Besiedeln sowie der Einsatz der Zentrifuge führten nicht zur Bildung einer konfluenten Schicht aus Endothelzellen, lediglich die Besiedelung im Bioreaktor führte zu einem besseren Ergebnis. Dies wurde mit Proteinassays, histologischer Befundung und dem Einsatz des Rasterelektronenmikroskops bestätigt. Zusammenfassend kann postuliert werden, dass der Einsatz von BC als sinnvolles Gefäßgerüst zur Bildung einer konfluenten Endothelzellschicht fungieren kann und in Zukunft als künstlicher Gefäßersatz dienen kann.

Translation of the abstract (English)

The coronary bypass grafting is the most performed operation for heart surgeons. The lack of natural graft material can be attenuated by using tissue-engineered vessel grafts. This study explored the use of an artificial vessel graft material, produced by Acetobacter xylinum, called bacterial cellulose (BC), which is similar to collagen. This material was colonized with endothelial cells, ...

Translation of the abstract (English)

The coronary bypass grafting is the most performed operation for heart surgeons. The lack of natural graft material can be attenuated by using tissue-engineered vessel grafts. This study explored the use of an artificial vessel graft material, produced by Acetobacter xylinum, called bacterial cellulose (BC), which is similar to collagen. This material was colonized with endothelial cells, extracted from human umbilical veins (HUVECs), and smooth muscle cells (SMCs), extracted from not-needed vessel rests of human arteries. Several seeding methods were performed, which were static, centrifuged, and with the use of a perfusion bioreactor. Before every experiment, the BC was sterilized. Static and centrifuged seeding did not lead to a confluent monolayer of endothelial cells on the BC scaffold, only colonization in the bioreactor led to a more successful experiment. These results were confirmed by protein assays, histology and scanning electron microscopy. In conclusion, vessel grafts of BC might be a reasonable scaffold for seeding a confluent endothelium and in future might suite as an artificial vessel graft.

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