ENDOXY – ein Modellsystem für die Entwicklung eines biohybriden Lungenunterstützungssystems

Einleitung:

Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) kann den Gasaustausch bei terminalem Lungenversagen übernehmen. Die Entwicklung eines implantierbaren Lungenunterstützungssystems wurde bislang durch eingeschränkte Hämokompatibilität, die Aktivierung der Gerinnung sowie des Komplementsystems, durch Plasma Leakage und Proteinablagerungen mit konsekutivem einbrechen der Gasaustauschfähigkeiten des Systems verhindert. Die Nutzung von Verfahren des Tissue Engineerings, um die Oberflächen eines ECMO-Systems mit Endothelzellen zu beschichten kann geeignet sein, die Beschränkungen der aktuellen ECMO-Technologie zu überwinden. In dieser Studie wurde die Beschichtung von gängigen Oxygenatormembranen durch Endothelzellen unter zur Hilfenahme von Proteinbeschichtungen untersucht.

ENDOXY- ein multifunktionales Testsystem zur Untersuchung der Zellbesiedlung von gaspermeablen Membranen sowie der Analyse des Gastransfers wurde entwickelt. Humane Nabelschnurendothelzellen wurden auf eine kommerziell erhältliche, gaspermeable Membran ausgesiedelt, durch Scherstress präkonditioniert und im Test-System durch Life-Cell Imaging untersucht.

Ergebnisse:

Eine Zellbesiedlung der gaspermeablen Membran konnte durchgeführt; die Zellen entwickelten einen konfluenten Zellrasen. Sie zeigten charakteristische endotheliale Morphologie und richteten sich unter Scherstress entlang des Flusses aus. Immunhistochemisch konnten endotheliale Oberflächenmarker nachgewiesen werden.

Zusammenfassung:

Die Entwicklung und erste Anwendung des ENDOXY Systems ist ein erster Schritt in Richtung auf die Entwicklung eines biohybriden Lungenunterstützungssystems.