Handchir Mikrochir plast Chir 2014; 46(06): 336-341
DOI: 10.1055/s-0034-1395558
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Verbesserung der Biokompatibilität von Silikonimplantaten durch Spinnenseidenbeschichtung: Immunhistochemische Untersuchungen zum Einfluss auf die Kapselbildung

Improving the Biocompatibility of Silicone Implants Using Spider Silk Coatings: Immunohistochemical Analysis of Capsule Formation
P. H. Zeplin
1  Klinik für Orthopädie, Unfall- und Plastische Chirurgie, Universitätsklinikum Leipzig, Leipzig
,
A.-K. Berninger
2  Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin (TERM), Universitätsklinikum Würzburg, Würzburg
,
N. C. Maksimovikj
3  AMSilk GmbH, Planegg/ Martinsried
,
P. van Gelder
4  Klinik für Unfall-, Hand-, Plastische und Wiederherstellungschirurgie, Universitätsklinikum Würzburg, Würzburg
,
T. Scheibel
5  Lehrstuhl für Biomaterialien, Universität Bayreuth, Bayreuth
,
H. Walles
2  Lehrstuhl für Tissue Engineering und Regenerative Medizin (TERM), Universitätsklinikum Würzburg, Würzburg
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

eingereicht 08 August 2014

akzeptiert 23 October 2014

Publication Date:
08 December 2014 (online)

Zusammenfassung

Einleitung: Die Steigerung der Biokompatibilität von Silikonimplantaten und die Reduktion der Kapselbildung durch Oberflächenmodifikationen bilden einen Schwerpunkt der plastisch-chirurgischen Biomaterialforschung. Spinnenseide verfügt neben seinen ausgezeichneten physikalischen und biochemischen Eigenschaften über eine hohe Biokompatibilität, sodass die Oberflächenmodifikation von Silikonimplantaten mit rekombinanter Spinnenseide dazu beitragen kann, fremdkörperassoziierte Reaktionen zu vermindern.

Material und Methoden: In einer tierexperimentellen Studie wurde bei insgesamt 60 Sprague-Dawley Ratten je ein Mini-Silikonimplantat am Rücken implantiert. Die Tiere wurden randomisiert, sodass je 30 Tiere entweder ein nicht vorbehandeltes texturiertes Minisilikonimplantat oder ein mit dem rekombinanten Spinnenseideprotein eADF4(C16) beschichtetes texturiertes Silikonimplantat erhielten. Nach jeweils 3, 6 und 12 Monaten wurden einer definierten Anzahl von Tieren die Implantate samt umgebender Kapsel entnommen und einer histologischen und immunhistochemischen Beurteilung der periprothetischen Kapselformation zugeführt.

Ergebnisse: Die Beschichtung von Silikonimplantaten mit eADF4(C16) hatte eine verlangsamte und signifikant geringer ausgeprägte Fremdkörperreaktion zur Folge, die mit einer verminderten Kapselausprägung einherging.

Schlussfolgerung: Das rekombinante Spinnenseidenprotein eADF4(C16) scheint ein aussichtsreicher Kandidat für die Verminderung fremdkörperassoziierter Kapselbildungen zu sein. Die Beschichtung mit diesem Spinnenseidenprotein könnte darüber hinaus dazu beitragen, mit bereits geringem zusätzlichem Aufwand auch die Biokompatibilität anderer medizinischer Implantate deutlich zu verbessern.

Abstract

Introduction: Optimisation of the biocompatibility of silicone implants and reduction of capsule formation around the surface of such implants are in the focus of plastic surgical biomaterial research. In addition to its extraordinary physical and biochemical properties, spider silk shows high biocompatibility. Therefore, the coating of silicone implant surfaces with recombinant spider silk was analysed regarding foreign body reactions.

Materials and Methods: In the context of a preclinical study, miniaturised silicone implants were implanted in the back of 60 Sprague-Dawley rats. The animals were randomised; 30 animals received a texturised implant coated with the recombinant spider silk protein eADF4(C16) and 30 animals received uncoated implants. 3, 6 and 12 months after implantation, implants together with the surrounding capsules were removed and submitted to histological and immunohistochemical assessment.

Results: Coating of silicone implants with the recombinant spider silk protein eADF4(C16) resulted in a delayed and significantly decreased foreign body reaction and a reduced capsule manifestation.

Conclusion: eADF4(C16) seems to be a promising candidate for the reduction of foreign body-associated capsule formation. Moreover, coating of other medical implants with this recombinant spider silk protein may improve their biocompatibility with little additional effort.