Polymere Biomaterialien in der Kopf-Hals-Chirurgie: Erste Ergebnisse der Biokompatibilitätstestung eines abbaubaren Polymers im Tiermodell

Zusammenfassung

Hintergrund: Neuartige, multifunktionale, polymere Biomaterialien können zur Entwicklung neuer therapeutischer Optionen in der Kopf-Hals-Chirurgie beitragen. Die Rekonstruktion von Defekten des oberen Aerodigestivtraktes mit Hilfe eines geeigneten Biomaterials würde eine neue Therapiestrategie in der Behandlung von Speichelfisteln darstellen. Methoden: Ein polymeres Biomaterial wurde in einem randomisierten, prospektiven Tierversuch untersucht. 12 Sprague-Dawley-Ratten wurden für die Polymerimplantation verwendet, bei 6 Versuchstieren wurde eine Sham-Operation durchgeführt. In der Implantatgruppe wurde ein standardisierter, durchgreifender Magenwanddefekt gesetzt, der mit einem elastischen Copolymernetzwerk verschlossen wurde. In der Kontrollgruppe wurde ein primärer Wundverschluss des Magenwanddefektes ohne Biomaterialimplantation durchgeführt. Die Implantations- bzw. Versuchsdauer betrug 7, 14 und 30 Tage. Ergebnisse: Bei keinem Versuchstier traten gastrointestinale Komplikationen wie Fisteln oder Peritonitiden auf. Sowohl in der Implantat- als auch in der Kontrollgruppe war makroskopisch und histologisch ein regulärer Wundheilungsverlauf nachweisbar. Schlussfolgerung: Aufgrund der nachweisbaren chemischen, hydrolytischen und mechanischen Stabilität des Polymernetzwerkes unter den extremen enzymatischen, chemischen und mechanischen Bedingungen des Magenmilieus, ist davon auszugehen, dass das Biomaterial auch im Bereich des oberen Aerodigestivtraktes eine adäquate Stabilität besitzt.

Abstract

Background: Novel, multifunctional polymeric biomaterials offer a highly specific adjustment to the physiological, anatomical and surgical requirements and can thereby facilitate new therapeutical options in head and neck surgery. Reconstructing defect mucosal regions using an appropriate biomaterial would be an improved therapy for salivary fistulas. Methods: An elastic, long term degradable polymeric biomaterial was investigated in a randomized, prospective animal study. 12 Sprague-Dawley rats were used for polymer implantation, 6 animals underwent a sham operation. A standardized round gastrotomy was performed ventrally. The defect of the gastric wall was closed with an elastic copolymer network (polymer group). In the control group a primary wound closure without biomaterial implantation was performed. The period of implantation time was 7, 14 and 30 days. The impermeability was studied by using a pressure-measuring probe. Results: No gastrointestinal complications like fistula or peritonitis occurred after the polymer implantation. Despite maximum stretching of the gastric wall, no leakage was detected. In both groups, macroscopically and histologically a regular wound healing at the serosal and mucosal site was found. Conclusions: The chemical and hydrolytic stability and the biomechanical behavior of the copolymer network during the implantation time period were well adjusted to the conditions of the stomach. As gastric acid and mobility of the implantation site are a „worst case scenario” for implants, it can be anticipated, that the biomaterial will also work in the area of the upper aerodigestive tract.

Schlüsselwörter

biodegradierbare Polymere - Wundheilung - Magenwanddefekt - Tierversuch - pharyngokutane Fisteln

Key words

biodegradable polymer - wound healing - gastrotomy - animal model - pharyngocutaneous fistula

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