Technologie-Trends in der Minimal Invasiven Chirurgie - und ...

Ausgabe 3 München, 8. April 2005 | 7
Jürgen H. Dolderer
In-vivo-Tissue-Engineering von
Fettgewebe zur Brustrekonstruktion
Jürgen H. Dolderer 1,4 , M.W. Findlay 1 , J. Cooper-White 3 ,
E.W. Thompson 1 , N. Trost 2 , A. Penington 1 , W.A. Morrison 1 , Günter Germann 4
Aus der Sitzung
„Plastische
Chirurgie und
Wundheilung“
vom Dienstag,
5.4.2005
Die Rekonstruktion von Weichteildefekten,
wie sie nach verschiedenen
Tumorresektionen, komplexen
Traumata, schwere Verbrennungen
und kongenitalen Mißbildungen vorkommen,
stellt in der plastischen und
rekonstruktiven Chirurgie eine besondere
Herausforderung dar. Diese
Defekte und die resultierenden Konturdeformitäten
können die Funktion,
das ästhetische Aussehen sowie das
Wohlbefinden des Patienten erheblich
beinflußen. Eine der am häufigsten
durchgeführten onkologischen Resektionen
ist die Mastektomie, ein größerer
Volumendefekt, der für einen Fettgewebsersatz
geeignet ist. Die gegenwärtigen
Rekonstruktionsmethoden
schließen den Einsatz von synthetischen
Implantaten und autologen
Gewebe ein. Der Transfer von autologem
Gewebe ist bisher die am häufigsten
verwendete Methode – kann
jedoch Funktionseinschränkungen
und Hebedefekte zur Folge haben und
weist gewisse Limitationen auf. Autologes
und nicht vaskularisiertes Fettgewebe
verliert nach einer freien
Transplantation aufgrund der insuffizienten
Blutversorgung bis zu 60 Prozent
des Volumens. Der alternative
Einsatz von synthetischen Implantaten
kann zu Fremdkörperreaktionen,
Fibrosen und Infektionen führen.
Für das Wachstum von
Fettgewebe ist ein reiches
vaskuläres Netzwerk entscheidend
1
The Bernard O’Brien Institute of Microsurgery
and Department of Plastic and Reconstructive
Surgery, St Vincent’s Hospital Melbourne
2
Department of Medical Imaging, St Vincent’s
Hospital Melbourne
3
Department of Chemical Engineering, University
of Melbourne, Melbourne, Australien,
4
Klinik für Plastische Chirurgie, Verbrennungen
und Handchirurgie, BG-Unfallklinik, Universität
Heidelberg, Ludwigshafen
Das Tissue Engineering bietet zwischenzeitlich
völlig neue Möglichkeiten,
Weichteildefekte zu rekonstruieren,
insbesondere bei Brustkrebspatientinnen.
Möglich wird das, durch
eine neue Methode, einen transplantablen,
vaskularisierten und autologen
Weichteilersatz herzustellen, die hier
vorgestellt werden soll. Denn trotz
vielversprechender Entwicklungen
anderer Produkte auf dem Sektor des
Tissue Engineerings, war man bislang
nicht zu einem klinisch relevanten
Fortschritt in der De-novo-Fettgewebsherstellung
gelangt. Eine Anzahl
von Studien hatte lediglich die
Herstellung von kleinen Volumina
und das Kurzzeitüberleben von Fettgewebe
zeigen können; die Langzeitstabilität
eines suffizienten klinischen
Volumens von neu generiertem
Fettgewebe hatte man indessen noch
nicht erreicht. So ist etwa die Blutversorgung
des Gewebekonstruktes
einer der kritischen Faktoren, welche
die Größe und die Qualität begrenzen.
Um eine Langzeitstabilität im Fettgewebe
zu erreichen, ist daher ein
inkorporierter Gefäßstiel im Gewebekonstrukt
unbedingt notwendig. Die
Prozesse der Angiogenese und Adipogenese
sind eng miteinander verbunden
und verdeutlichen, daß ein reiches
vaskuläres Netzwerk für das Wachstum
von Fettgewebe entscheidend ist.
Mithilfe der Kernspintechnik
konnten das
Gewebewachstum und
die Vaskularisierung in
der Kammer optimal
kontrolliert werden
Ziel der Forschungsarbeit war es nun,
anhand eines Tiermodells und unter
Verwendung einer Wachstumskammer
eine Methode zur De-novo-
Herstellung größerer Mengen Fettgewebes
zur Rekonstruktion von
Weichteildefekten aufzubauen; gleichzeitig
sollte eine suffiziente Vaskularisierung
und Langzeit-Stabilisation
sowie eine Transplantierbarkeit des
Fettgewebes, die durch nicht-invasive
Kernspintechniken kontrolliert werden
kann, sichergestellt sein. Im
Rahmen einer tierexperimentellen
Studie wurde zunächst an einer Ratte
ein vaskularisierter adipofaszialer
Gewebelappen mit einem bioabbaubarem
Scaffold in eine Wachstumskammer
(1,7 ml) eingebracht. Der
Abb. 1
Gewebekonstrukt
aus der Kammer
nach 12 Wochen
Abb. 2
Anschnitt des
Gebewekonstruktes
mit reifem,
vaskularisiertem
Fettgewebe
adipöse Gewebeanteil betrug nur vier
Prozent des Kammervolumens. Anschließend
wurde dieselbe Methode
im Schwein mit einer Wachstumskammer
von 78 ml Volumen angewandt.
Das inkorporierte vaskularisierte
Fettgewebe betrug 5 ml. Mithilfe
der Kernspintechnik konnten das
Gewebewachstum und die Vaskularisierung
in der Kammer optimal kontrolliert
werden. In einem Zeitraum
von 12 Wochen füllte sich die
Kammer mit neuem, gut vaskularisierten
Fettgewebe auf einen Anteil von
zirka 55 Prozent. So konnte im
Schweinmodell reifes und vaskularisiertes
Fettgewebe bis zu einem
Volumen von 41,6 ml de novo gezüchtet
werden. Die Kernspintechnik
konnte zu jedem Zeitpunkt deutlich
die Perfusion im vaskularisierten Fettgewebe
nachweisen und zwischen
neuem Gewebe und restlichem
Scaffold differenzieren. Die Histologie
bestätigte die Hyperplasie des reifen
Fettgewebes. Hypertrophische,
fibrotische und atrophische Veränderung
waren nicht nachweisbar.
Die Daten indizieren,
daß durch die erhöhte
Vaskularisierung ein
exponentielles Gewebewachstum
in der Kammer
möglich war
Neu war allerdings nicht nur die Denovo-Herstellung
von klinisch relevanten
Volumina, sondern auch die
Beobachtung, daß dieses neu gebildete
Fettgewebe nach erfolgter gestielter
Transplantation außerhalb der Wachstumskammer
im Zeitraum bis zu 22
Wochen eine sehr gute Stabilität und
Benefiz-Hallenfußballturnier
des 122. Kongresses der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie
zugunsten von Friedensdorf International e.V
Samstag, 9. April 2005
Olympiaparkhalle „Socca-Five Arena“
www.olympiapark-soccafive.de
Spiridon-Louis-Ring 21
80809 München