Präfabrizierte 3D-Gewebelappen mit integriertem gezüchteten Ohrknorpelgewebe: Experimentelle Untersuchungen am Kaninchenmodell

Fragestellung: Die Rekonstruktion einer Ohrmuschel nach traumatischem Ohrverlust oder angeborenen Fehlbildungen stellt eine besonders schwierige Herausforderung für die plastischen und rekonstruktiven Chirurgen dar. Lappenpräfabrikation und Tissue-Engineering von Knorpelgeweben zeigen eine vielversprechende Perspektive auf hinsichtlich der Rekonstruktionsmöglichkeit von dreidimensionalen Knorpeldefekten. Ziel dieser Arbeit ist, die Kombinations- und Transplantationsmöglichkeit von Lappenpräfabrikation und Tissue-Engineering von 3D-Knorpelgeweben zu untersuchen. Methoden: Bei 14 weiblichen Chinchilla-Bastard Kaninchen wurde Ohrknorpelgewebe mittels einer Biopsie gewonnen, in Monolayerkultur amplifiziert und anschließend in ein Biomatrialkonstrukt aus Polycaprolacton besiedelt. Die Form des Konstruktes wurde nach dem Prinzip des Rapid Prototyping anhand von CT-Bildern eines menschlichen Ohres erstellt. Das gezüchtete Ohrknorpelkonstrukt wurde dann in einen Hautlappen der Dimension von 8×15cm implantiert und anschließend durch Implantation eines arteriovenösen Gefäßstiels mit maximalem Blutfluss neovaskularisiert. Nach durchschnittlich 8 Wochen wurden die neovaskularisierten Hautlappen mit integriertem Ohrknorpelkonstrukt entweder als Insellappen (7 Hautlappen) oder als freier mikrochirurgischer Lappen (7 Hautlappen) basierend auf dem neu implantierten Gefäßstiel transplantiert. Die Vitalität, Neovaskularisation und Knorpelneubildung der kombinierten präfabrizierten 3D-Lappen wurden makroskopisch, selektiv mikroangiografisch, histologisch und immunhistochemisch beurteilt. Ergebnisse: Makroskopisch konnte gezeigt werden, dass die kombinierten präfabrizierten 3D-Lappen, basierend auf dem neu implantierten Gefäßstiel, gut frei transplantierbar sind. Die integrierten 3D-Konstrukte waren stabil im Hautlappen integriert und geschützt. Mikroangiographisch zeigt sich, dass alle Hautlappen und die implantierten gezüchteten Konstrukte gut neovaskularisiert wurden. Histologisch konnten die mikroangiografischen Ergebnisse durch die Kontrastmittelfüllung im gesamten Gefäßsystem des 3D-kombinierten präfabrizierten Lappens bestätigt werden. Es zeigte sich knorpelähnliches Gewebe mit einer Neubildung von extrazellulärer Matrix. Immunhistochemisch konnte eine Neubildung von Kollagen II in den gezüchteten Biomaterialkonstrukten nachgewiesen werden. Schlussfolgerung: Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass gezüchtete 3D-Ohrknorpelkonstrukte mit präfabrizierten Hautlappen mittels Gefäßstielimplantation kombiniert werden können und transplantierbar sind.