Sprühapplikation von respiratorischen Epithelzellen für das Tissue Engineering

Thiebes, Anja Lena; Dreher, Michael; Jockenhövel, Stefan

doi:HT019063209

Sprühapplikation von respiratorischen Epithelzellen für das Tissue Engineering = Spray application of respiratory epithelial cells for tissue engineering approaches

Thiebes, Anja Lena

2016

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Anja Lena Thiebes Master of Science RWTH Aachen University

ImpressumAachen 2016

Umfang1 Online-Ressource (II, 57 S.) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2016, Kumulative Dissertation

Die Dissertation besteht aus einem Text und 2 Aufsätzen. - Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Jockenhövel, Stefan (Thesis advisor)^RWTH* ; Dreher, Michael (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2016-07-29

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2016-058980
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/661389/files/661389.pdf
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/661389/files/661389.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
aerozolization (frei) ; cell seeding (frei) ; tissue engineering (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
In der vorliegenden Dissertation wird die Anwendung des Zellsprühens mit respiratorischem Epithel untersucht. In der ersten Studie (Thiebes et al., 2015) wird die grundsätzliche Eignung der Zellen für die Sprühapplikation geprüft. Hier kann gezeigt werden, dass ein Luftdruck von bis zu 0,8 bar zum Vernebeln der Zellen und die Geschwindigkeit der Zellsuspension keinen Einfluss auf die Überlebensrate von vaskulären Glattmuskelzellen haben. Ovine respiratorische Epithelzellen haben eine signifikant verminderte Überlebensrate von 89 %. Dennoch wird erfolgreich gezeigt, dass die Zellen auch nach dem Versprühen in vitro in der Lage sind, auszudifferenzieren und Zilien zu bilden. Dies gilt auch für in Fibrin versprühte Zellen – Fibrin sorgt hier für eine Immobilisierung der Zellen an der gewünschten Stelle.Basierend auf diesen positiven Ergebnissen wird in der zweiten Studie (Thiebes et al., 2016) ein neues System entwickelt, das es ermöglicht nicht nur flache Substrate, sondern auch Hohlorgane oder tubuläre Strukturen wie Stents, Gefäßprothesen oder die Atemwege im Inneren mit Zellen zu beschichten. Das entwickelte System baut auf ein herkömmliches Endoskop auf, sodass eine Beschichtung des Lumens unter visueller Kontrolle möglich ist. Auch hier liegt der Fokus auf dem respiratorischen Epithel mit Hinblick auf Beschichtung von Trachealstents oder -prothesen mit funktionalem Epithel. Es kann gezeigt werden, dass der Sprühprozess mit dem Endoskop keinen Einfluss auf die Überlebensrate des Epithels hat und die Zellen in vitro ein mehrschichtiges Epithel mit Zilien und Becherzellen ausbilden, also durch den Sprühprozess nicht beeinträchtigt werden.Die in dieser Dissertation entwickelte endoskopische Zellapplikation ist nicht nur von großer Bedeutung für das Tissue Engineering, sondern kann auch einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Zelltherapie leisten. Lokal in Fibrin applizierte Zellen könnten so direkt vor Ort wirken und die Effizienz der Therapie steigern.

In the present dissertation, I examined the spray application of respiratory epithelial cells for tissue engineering purposes. In the first study (Thiebes et al., 2015) the general feasibility of spraying ovine epithelial cells is tested. It can be shown that air pressure of up to 0.8 bar and the cell suspension velocity do not impact survival of vascular smooth muscle cells. Respiratory epithelial cells have a significantly reduced viability of about 89 %. Still, it was successfully proven that the cells fully differentiate in vitro after spraying and build up cilia. Same applies for cells sprayed in fibrin gel, which helps immobilizing the cells at the desired position.Based on these good results, in the second study (Thiebes et al., 2016) we developed a new set-up for coating not only flat surfaces but also the inside of hollow organs or tubes, as stents, vascular grafts or airways with cells. The novel method is based on a conventional endoscope such that cell application onto the lumen can take place under direct vision. The focus here lies also on respiratory epithelium with regard to coating tracheal stents or prostheses with functional epithelium. It is shown that this spraying process does not influence the survival rate of epithelial cells. Additionally, the cells build a pseudostratified epithelium with cilia and goblet cells in vitro and are not impaired by the spraying process.The herein developed endoscopic cell application method is of high importance not only for tissue engineering purposes but can also make a major contribution to the field of cell therapy: Cells can be applied in fibrin locally at the organ of interest and can have an effect on-site and thereby increase the efficiency of the therapy.

OpenAccess:
PDF PDF (PDFA)
(additional files)