Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-27020
Titel: Das Hühnerei: Alternative Ansätze für das Tissue Engineering
Verfasser: Mohrhardt, Elmar
Sprache: Deutsch
Erscheinungsjahr: 2018
Erscheinungsort: Homburg/Saar
SWD-Schlagwörter: Hühnerei
Tissue Engineering
DDC-Sachgruppe: 610 Medizin, Gesundheit
Dokumentart : Dissertation
Kurzfassung: In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuer Ansatz für das Tissue Engineering theoretisch und praktisch auf seine Durchführbarkeit und Erfolgsaussichten hin untersucht. Die Generierung dreidimensionaler Gewebe in-vitro gelingt aktuell nicht. Der Grund hierfür wird in der unzureichenden Versorgung der in der Tiefe des Gewebes liegenden Zellen mit Nährstoffen und Sauerstoff vermutet. Die zielführendste Lösung dieses Problems wäre die Versorgung dieser Zellen durch ein Blutgefäßsystem. Um diese Annahme zu überprüfen, bedarf es eines geeigneten Testsystems. Will man ein Gewebe an ein Blutgefäßsystem anschließen, so muss das Testsystem die Kultivierung dieser Gewebe erlauben und ein geeignetes Gefäßsystem zur Verfügung stellen. Der sich entwickelnde Vogelembryo bietet ein hochproliferatives Gefäßsystem und lässt eine Eignung zur Kultivierung von Zellen und Geweben vermuten. Auch bildet das Vogelei die Vorlage für ein technisches Inkubationssystem für das Tissue Engineering. Daher wurde das Vogelei als Testsystem in dieser Arbeit gewählt. Um Gewebe- und Zellkulturexperimente durchführen zu können sowie die Funktionsweise des Bioreaktors Vogelei besser zu verstehen, musste zunächst eine umfangreiche technische Entwicklung und Evaluation durchgeführt werden, damit der sich entwickelnden Embryo in ausreichender Qualität kultiviert, dokumentiert und manipuliert werden kann. Dies ist in der geschlossenen und blickdichten Kalkschale nicht möglich. Es wurde ein Kultivierungssystem entwickelt und evaluiert, welches die vollständige Embryogenese ermöglicht. Des Weiteren wurde ein ausschließlich aus künstlichen Materialien bestehendes Kultivierungssystem entwickelt, welches alle bekannten vergleichbaren Kultivierungssysteme sowohl in den Dokumentationsmöglichkeiten als auch in der maximal möglichen Kultivierbarkeit der Vogelembryonen deutlich übertrifft und eine vollständige Beobachtung des Embryos zulässt. Nach Auswertung der Leistungsparameter kommerziell erhältlicher Inkubatoren wurden zwei neuartige Inkubatoren entwickelt, aufgebaut und evaluiert, mit denen eine automatisierte Inkubation und Dokumentation der sich entwickelnden Embryonen möglich ist und die ein systematisches Arbeiten deutlich erleichtern. Unter Verwendung der im Rahmen dieser Arbeit generierten Werkzeuge und Protokolle zur Handhabung von Hühnerembryonen wurden experimentelle Daten zur Kultivierung von Säugerzellen und Geweben generiert. Nur mit den im Rahmen dieser Arbeit entwickelten technischen Systemen war eine stabile Kultivierung der Hühnerembryonen und damit auch die Kultivierung von Fremdzellen, was als grundlegende Voraussetzung für das Tissue Engineering anzusehen ist, möglich. Das Schlüsselexperiment stellte der Anschluss eines Gewebes an das Blutgefäßsystem des Embryos dar. Hierzu musste zunächst einmal die Durchführbarkeit einer Zell- und Gewebekultur in-ovo nachgewiesen werden und die optimal dafür geeignete Position in ovo gefunden werden. Als optimal geeignet für die Kultivierung von Zellen und Geweben wurde die Chorionallantoismembran bewertet. Der Anschluss von Herzmuskelsphäroiden an das Blutgefäßsystem des Embryos konnte erstaunlicherweise auch ohne die Zuhilfenahme von Wachstumsfaktoren durchgeführt werden, was die grundlegende Möglichkeit zur Generierung von dreidimensionalen Geweben über die diffusionsbegrenzte Dicke hinaus für möglich erscheinen lässt.
In this work a new approach of generating functional tissues and organs with tissue engineering techniques was investigated. The generation of three-dimensional tissue is currently not possible. The reason therefor is the insufficient supply of the inner cells with oxygen and nutrients. The best way to solve this problem is the supply of the cells with a vascular system. To evaluate this, a suitable test system is required. For the connection of a tissue with a vascular system a test system has to allow the cultivation of that tissue and has to provide a vascular system. The developing chicken embryo has a proliferative vascular system and all the signs are that it is possible to perform cell and tissue culture in it. This is the reason why the chicken embryo was chosen for the experiments in this work. For cell culture experiments an extensive technical development and evaluation had to be done to allow high quality documentation and manipulation which was not possible in the closed and opaque eggshell. A cultivation system was developed and evaluated which allows the whole embryogenesis to take place. Furthermore a completely artificial cultivation system which outnumbers all known systems of that kind concerning documentation quality and maximum survival of the embryos by far was successfully implemented. After evaluating the available incubators two completely new incubators were build up and successfully tested on automated incubation and documentation. Those new incubators facilitated a systematic investigation in this thesis. Using the newly generated tools for the handling of the chicken embryo experimental data concerning the cultivation of cells and tissue in ovo were generated. Only with those new systems a stable embryo culture was possible and with that the cultivation of foreign cells. The key experiment was considered the connection of a tissue to the vascular system of the embryo. Therefor the possibility to perform cell and tissue culture as well as the optimal spot in ovo had to be found. As an optimal spot the chorioallantoic membrane was identified. The connection of heart muscle spheroids to the vascular system of the chicken embryo was successfully performed without any growth factor what makes it look possible to generate three dimensional tissues with that technique.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-ds-270202
hdl:20.500.11880/26939
http://dx.doi.org/10.22028/D291-27020
Erstgutachter: Fuhr, Günter R.
Tag der mündlichen Prüfung: 2-Dez-2016
SciDok-Publikation: 18-Jan-2018
Fakultät: M - Medizinische Fakultät
Fachrichtung: M - Medizintechnik
Fakultät / Institution:M - Medizinische Fakultät

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