Adhäsion mononukleärer Zellen auf verschiedenen Biomaterialien unter dynamischen Bedingungen in vitro

Ziel: In der frühen Interaktionsphase mit einem Biomaterial repräsentieren mononukleäre Zellen (MO) eine wichtige Zellpopulation des Immunsystems. Wir nutzten ein Fließkammer-Modell, um die Adhäsionsvorgänge von MO auf verschiedenen Polymer- und Glasoberflächen zu charakterisieren.

Material und Methoden: Die Oberflächen Glas (G), Polyurethan (PU), Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC) und Tissue Culture Polystyrene (TCPS) wurden im Schüttelinkubator für 240 Minuten bei 37°C mit folgenden Lösungen präadsorbiert: Bovines Serumalbumin (BSA, 43g/l), Fibrinogen (FG, 3g/l) und humanes Citrat-Plasma (CP). MO wurden isoliert (Ficoll-Gradient) und auf Vitalität geprüft. Die Experimente wurden in einer Paralell-Platten-Fließkammer durchgeführt, venöser (0,16 Pa) und arterieller (0,74 Pa) Shear-Stress wurde simuliert (Versuchsdauer: 30min). Die Zahl adhärenter Zellen wurde minütlich PC-gestützt gemessen.

Ergebnisse:

Generell war die Adhäsion von MO auf allen Oberflächen bei venösem Sherstress höher als unter arteriellem Flow. Unter arteriellen Bedingungen adhärierten die meisten Zellen auf CP-präadsorbierten Oberflächen. Im Gegensatz dazu stand die Variablilität der Adhäsion unter venösem Sherstress. Außer auf PE war die Adhäsion nach Präadsorption mit BSA auf allen Oberflächen am geringsten.

Zusammenfassung:

Adhäsion und Zellaktivierung sind für die Eignung eines potentiellen Biomaterials beispielsweise als Gefäßprothese maßgebliche Vorgänge. Diese lassen sich im Fließkammer-Modell untersuchen (Hämokompatibilität). Die Versuchsanordnung ist universell einsetzbar und leichte Modifikationen eröffnen ein breites Spektrum weiterer Untersuchungsmöglichkeiten.