Untersuchungen zum Einfluss gängig genutzter Implantationsmaterialien auf die Zellvitalität humaner Leukozyten

Einleitung: In der Herzchirurgie werden verschiedenste körperfremde Materialien als Gewebeersatz implantiert. Dabei kommen sowohl biologische, als auch synthetische Komponenten zum Einsatz, die unterschiedlich starke Immunantworten und damit eine Gewebsschädigung hervorrufen können. Inwiefern die Vitalität isolierter Leukozyten durch verschiedene Materialien beeinflusst wird, wurde in dieser Arbeit ex vivo untersucht. Dazu ist die Durchführung einer maximal milden Probenpräparation und -inkubation unerlässlich.

Methodik: Um die Leukozytenvitalität nicht zu beeinflussen, wurden die Erythrozyten aus den heparinisierten Vollblutproben von n = 5 gesunden Probanden (Median_Alter: 29 Jahre) durch hypotonischen Schock (dH₂O-Lyse) entfernt und 1,5 ml-Eppendorf- Gefäße zur Inkubation genutzt. Nach Probenaliquotierung wurden vier Materialien (GoreTex®, MatrixPatch®, CardioCel®, Contegra®) zu den Leukozyten gegeben und 5h inkubiert. Eine anschließende Immunphänotypisierung und Inkubation mit Lebend-/Todfarbstoffen der Leukozyten ermöglichte die durchflusszytometrische Identifizierung und die Untersuchung der Zellvitalität mit dem FACSCalibur. Der Vergleich mit Negativkontrollen ermöglichte den Ausschluss toxischer präparationsbedingter Effekte.

Ergebnisse: Die Nutzung von Heparin als Antikoagulanz, 1,5 ml-Eppendorf- Gefäße als Inkubationsgefäße und die dH₂O- Lyse zeigten kein relevantes Zellsterben während einer 5-stündigen Inkubation (83% ± 22% versus 93% ± 4%; p = 0,379). Eine fünf-stündige Inkubation mit Contegra® (p = 0,002), CardioCel® (p = 0,002), MatrixPatch® (p = 0,002) und GoreTex® (p = 0,002) reduzierte die Lymphozytenvitalität signifikant. Contegra® (p = 0,003) und CardioCel® (p = 0,054) wirkten außerdem (tendenziell) zytotoxisch auf klassische Monozyten und senkten die Vitalität von 11% ± 8% auf 0% bzw. 4% ± 7%. Die NK- und NKT - Zellvitalität wurde ebenfalls durch Inkubation mit Contegra® (p < 0,000) und tendenziell durch CardioCel® (p = 0,059) von 33% ± 11% auf 2% ± 2% bzw. 13% ± 14% herabgesetzt.

Schlussfolgerung: Verschiedene Materialien können sich unterschiedlich auf die Vitalität von Blutleukozyten und ihre Subpopulationen auswirken und eine Immunreaktion auslösen. Bovines Material scheint stark zytotoxisch zu wirken. Bei der Wahl des Implantationsmaterials ist eine eingehende Kosten-Nutzen-Analyze empfohlen.

Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.