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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Geweberekonstruktion von Skelettmuskelgewebe mittels Mikro- und Nanosubstraten

Donnerstag (19.09.2019)
17:00 - 17:30 Uhr Florenz

Skelettmuskeln haben sehr gute regenerative Fähigkeiten. Bei zu großen Gewebeschäden können die Muskeln sich jedoch nicht mehr selbst heilen, was zu einem Verlust ihrer Funktion führt. Obwohl die Transplantation von Zellen durch Injektion getestet wurde, wurde eine begrenzte Regeneration aufgrund der geringen Viabilität der intramuskulär injizierten Zellen und der eingeschränkten Zellintegration in das Wirtsgewebe beobachtet.

Um diese Probleme zu lösen, wurden verschiedene Substrate entwickelt, z. B. elektrisch leitfähige Nanofaserscaffolds, Fasern mit Mikrostrukturen und injizierbare Zellträger im Mikro- bis Nanometerbereich mit unterschiedlichen Topografien, um die Zellen zu transportieren und die natürliche Struktur von Skelettmuskelgewebe nachzubilden. Die Bedeutung der Zellanordnung bei der Rekonstruktion von Skelettmuskelgewebe und der Entwicklung geeigneter Substrate zur Einleitung der erforderlichen Ausrichtung wurde mit Maus-Myoblasten-Zellen (C2C12) untersucht. Injizierbare Zellträger mit einer Breite von 50 µm und einer Länge von 300 bis 500 µm bieten den Zellen bei Kontakt die notwendige Orientierungshilfe zum Erzeugen von ausgerichteten Strukturen vor der Injektion sowie mechanische Unterstützung während der Injektion [1]. Mikrostrukturierte Fasern mit einem Durchmesser von 500 µm und einer genau definierten gerillten Oberfläche ermöglichen das Wachstum von Muskelgewebe in einem größeren Maßstab. Die mikrostrukturierten Fasern konnten effizient die Ausrichtung der Myoblasten induzieren und die Bildung und Reifung der Myotuben verbessern, wie durch morphologische Beurteilung und Genexpressionsanalyse gezeigt wurde [2]. Nanofaserscaffolds aus elektrisch leitfähigen Polymeren bewirkten eine verstärkte Myotubenbildung und Myogenese sowie die Verbesserung der intrazellulären Organisation und der Funktionalität. Höhere Calciumtransienten und -kontraktionen mit höherer Amplitude und Regelmäßigkeit wurden beobachtet, als Myotuben auf diesen nanofaserhaltigen Scaffolds elektrisch stimuliert wurden [3].

Es wird erwartet, dass die untersuchten Substrate die Bildung von Muskelgewebe fördern und viel versprechende Bausteine bei der Geweberekonstruktion für die lokale Positionierung von Zellen sein können, während die zelluläre Organisation, Viabilität und Funktionalität erhalten bleibt.

Sprecher/Referent:
Dr. Sahar Salehi
Universität Bayreuth