Über die Perigraftreaktion von implantierten bovinen und porcinen Perikard-Patches in einem Vergleich zu ePTFE-Prothesen. Eine quantitative Analyse am tierexperimentellen Rückenhautkammermodell der Maus.

Abstract

Hintergrund: Die steigende Prävalenz kardiovaskulärer Erkrankungen erhöht den klinischen Bedarf an alternativen Ersatzmaterialien für die Herz-Thorax- und Gefäßchirurgie. Trotz der breiten Anwendung von alloplastischen und xenogenen Biomaterialien fehlen bislang evidenzbasierte Leitlinien zu deren frühzeitigem Einwachsverhalten.

Methoden: Im Rückenhautkammermodell der Maus wurden zugeschnittene bovine und porcinen Perikard-Patches sowie expandierte Polytetrafluorethylen (ePTFE)-Prothesen bei C57BL/6-Mäusen implantiert. Über 14 Tage hinweg erfolgte eine wiederholte intravitalmikroskopische Analyse von Angiogenese, Mikrohämodynamik und Entzündungsreaktion. Histologische und immunhistochemische Präparate dienten der Erfassung von Apoptose, Zellproliferation und der Qualität der Angiogenese.

Ergebnisse: Beide xenogenen Patches zeigten eine vergleichbare funktionelle Kapillardichte und wurden von adäquatem Granulationsgewebe umgeben. Es bestanden keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich Entzündungsreaktion, Proliferation oder Apoptose zwischen bovinen und porcinen Patches. Boviner Perikard zeigte hingegen eine signifikant erhöhte Anzahl an CD-31-positiven Gefäßstrukturen im Vergleich zu porcinen Patches und ePTFE. Die ePTFE-Prothesen zeichneten sich durch eine höhere Kapillardichte, zugleich jedoch durch eine ausgeprägtere späte Entzündungsreaktion und geringere Zellproliferation aus.

Schlussfolgerung: Alle untersuchten Materialien wiesen in-vivo eine gute Biokompatibilität auf. Der bovine Perikard-Patch zeigte jedoch eine überlegene frühe Vaskularisierung, was auf eine effizientere und möglicherweise günstigere Integration im Empfängergewebe im Vergleich zu porcinen oder alloplastischen Materialien hinweist.

Background: The rising prevalence of cardiovascular diseases is increasing the clinical demand for alternative substitute materials in cardiac, thoracic, and vascular surgery. Despite the widespread use of alloplastic and xenogeneic biomaterials, evidence-based guidelines regarding their early integration behavior are still lacking.

Methods: In a dorsal skinfold chamber model in mice, tailored bovine and porcine pericardial patches as well as expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) prostheses were implanted into C57BL/6 mice. Over a period of 14 days, repeated intravital microscopic analysis of angiogenesis, microhemodynamics, and inflammatory response was performed. Histological and immunohistochemical specimens were used to assess apoptosis, cell proliferation, and the quality of angiogenesis.

Results: Both xenogeneic patches exhibited comparable functional capillary density and were surrounded by adequate granulation tissue. There were no significant differences in inflammatory response, proliferation, or apoptosis between bovine and porcine patches. However, bovine pericardium demonstrated a significantly higher number of CD-31-positive vascular structures compared to porcine patches and ePTFE. ePTFE prostheses showed a higher capillary density, but also a more pronounced late inflammatory reaction and lower cell proliferation.

Conclusion: All materials examined showed good biocompatibility in vivo. However, the bovine pericardial patch exhibited superior early vascularization, suggesting a more efficient and potentially favorable integration into host tissue compared to porcine or alloplastic materials.