Online-Marker der Gewebsentwicklung im kardiovaskulären Tissue Engineering : Evaluierung von Tropoelastin als Online-Marker der Extrazellularmatrix-Synthese im kardiovaskulären Tissue Engineering

Nguyen, Duy Viet Anh; Jockenhövel, Stefan

doi:999910329756

Online-Marker der Gewebsentwicklung im kardiovaskulären Tissue Engineering : Evaluierung von Tropoelastin als Online-Marker der Extrazellularmatrix-Synthese im kardiovaskulären Tissue Engineering = Non-destructive analysis of extracellular matrix development in cardiovascular tissue-engineered constructs : evaluation of tropoelastin as marker of extracellular matrix development

Nguyen, Duy Viet Anh (Author)

2013

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Duy Viet Anh Nguyen

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2013

Umfang93 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Jockenhövel, Stefan (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2013-11-12

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-48245
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/228798/files/4824.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Angewandte Medizintechnik (811001-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Tissue Engineering (Genormte SW) ; Biomedizin (Genormte SW) ; Extrazellularraum (Genormte SW) ; Elastin (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; Online-Marker (frei) ; Tropoelastin (frei) ; Extrazellularmatrix (frei) ; tissue engineering (frei) ; non-destructive analysis (frei) ; ECM (frei) ; tropoelastin (frei) ; elastin (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610
rvk: XC 4000

Kurzfassung
Im Bereich des Kardiovaskulären Tissue Engineerings besteht ein zunehmender Bedarf an nicht-invasiven Methoden um die Synthese einzelner Extrazellularmatrix-Komponenten wie Kollagene, Elastin und Glykosaminoglykane in vitro als Qualitätskontrolle vor klinischer Nutzung zu erfassen. Diese Dissertation hat für Elastin, eine der wichtigsten Komponenten im Kardiovaskulären Tissue Engineering, eine neue, nicht-destruktive Möglichkeit zum Monitoring der Elastin-Synthese untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass der im Bioreaktormedium gemessene Gesamtgehalt an sezerniertem Tropoelastin mit dem Elastingehalt des sich entwickelnden Gewebes sehr stark korreliert (Pearson-Koeffizient von 0,99). Auch wenn die hier gewonnenen Erkenntnisse dieser grundlegenden Arbeit noch nicht die gesamte Dynamik der Elastinsynthese erfasst haben, so ermutigen die Ergebnisse doch zu weiterer Forschungstätigkeit in diesem Bereich. So sollte als nächstes von dem Modell der alleinigen statischen Kultivierung von Fibringelen Abstand genommen werden und der Versuch unternommen werden, Tropoelastin im Kulturmedium gängiger Bioreaktoren, wie sie z.B. für das Tissue Engineering einer Herzklappe oder eines Gefäßes verwendet werden, nachzuweisen. Unter dynamischen Kultivierungsbedingungen wäre es von besonderem Interesse, ob durch die mechanische Stimulation der Zellen gegenüber dem statisch kultivierten Fibringel eine quantitative Steigerung der Elastinsynthese zu beobachten wäre. Abschließend bleibt zu sagen, dass eine umfassende Bewertung der EZM-Synthese nicht allein mit dem Nachweis von Tropoelastin erfolgen kann: die Produktion von sulfatieren Glykosaminoglykanen und Kollagenen ist ebenfalls von fundamentalem Interesse, da wie auch im Rahmen dieses Projekts der „Online-Marker der Gewebsentwicklung“ und des daraus resultierenden Artikels „Non-Destructive Analysis of Extracellular Matrix Development in Cardiovascular Tissue-Engineered Constructs“ gezeigt werden konnte, eine gegenseitige Beeinflussung der Synthese der EZM-Komponenten untereinander stattfindet.

In the field of tissue engineering, there is an increasing demand for non-destructive methods to quantify the synthesis of extracellular matrix (ECM) components such as collagens, elastin or sulphated glycosaminoglycans (sGAGs) in vitro as a quality control before clinical use. This thesis has investigated a new, non-invasive method for monitoring the synthesis of elastin, one of the most important structural components of ECM in cardiovascular tissue engineering. It was shown that the measurement of tropoelastin as marker of elastin synthesis correlated with the amount of elastin retained in fibrin gels with a Pearson correlation coefficient of 0.99. Even though this experiment does not include the whole complexity of elastin synthesis, the results found here are encouraging for further studies in this field. In a next step dynamic cultivation conditions and more complex tissue constructs should be investigated. An important question left is whether tropoelastin can be detected in commonly used amounts of bioreactor mediums in tissue engineered heart valves and/or vascular grafts. It is also of particular interest whether mechanical stimulation during dynamic cultivation leads to a significant increase of elastin synthesis in comparison to statically cultivated fibrin gels. In conclusion, a comprehensive evaluation of ECM synthesis is not possible only by assessing the synthesis of tropoelastin: as ECM components interact concerning synthesis and tissue development, the synthesis of sulphated glycosaminoglycans and collagens is also of fundamental interest.

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