Entwicklung einer Kultivierungskammer zur Testung von Drug Delivery-Strategien für gerichtetes Neuritenwachstum von Innenohrneuronen

Einleitung Trotz vieler Verbesserungen ist der Höreindruck mittels Cochlea Implantat (CI) nicht mit dem normalen Gehör vergleichbar. Die CI-Elektrode in der Scala tympani (ST) des Innenohrs stimuliert die Neurone im Rosenthal-Kanal (RK), wobei anatomiebedingt eine Lücke zwischen beiden verbleibt. Um diese Lücke zu überbrücken, ist ein gerichtetes Wachstum der Neuriten, z.B. durch Wachstumsfaktorgabe (WFG), nötig. Bisherige in vitro-Modelle untersuchen vorwiegend vereinzelte Zellen. Auch anatomische Verhältnisse bleiben unberücksichtigt und drug delivery Systeme sind nicht einsetzbar. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Kammer zur Untersuchung von gerichtetem Neuritenwachstum (neurite outgrowth chamber, NOC) an Spiralganglienexplantaten (SGE).

Methoden Die NOC wird mittels 3D-Druck aus Polylactide (PLA) hergestellt. Das Design basiert auf dem Abstand zwischen RK und Elektroden in der ST humaner Cochleae in fünffacher Vergrößerung. Sie besteht aus zwei Kompartimenten: Adhäsionsbereich der SGE (RK-Komp) und WFG-Bereich (ST-Komp). Das ST-Komp hat seitlich einen Einlass, für eine mehrwöchige WFG mittels mini-osmotischer Pumpe. Ein Verbindungskanal zwischen den Kompartimenten ermöglicht die Faktordiffusion zu den SGE. Mit Schmierfett wird die Kammer flüssigkeitsdicht auf Glasplättchen fixiert. Eine Ko-Kultivierung der SGE mit Pumpen erfolgt bei vier NOC gleichzeitig in einer modifizierten 6-Well Platte.

Ergebnisse Die NOC ist druckbar. Bei einer Kultivierung von SGE auf Glasplättchen kann der Effekt der pumpen-applizierten Faktoren auf das Neuritenwachstum direkt beobachtet werden.

Ausblick Die NOC ermöglicht neuartige Untersuchungen pharmakologischer Substanzen z.B. hinsichtlich biologischer Effekte und der Bestimmung wirksamer Konzentrationen und Toxizitätsschwellen.

Publication History

Article published online:
10 June 2020