Hämatogene Wachstumsfaktoren: Isolation, Applikation und biologische Wirkung

Ein Konzept zur Wundheilungsförderung mit autologen hämatogenen Wachstumsfaktoren wurde evaluiert und ein Gesamtsystem zur Gewinnung und Applikation der thrombozytären Wachstumsfaktoren entwickelt. Grundbausteine des Versorgungsmodells sind ein optimierter Zentrifugationsprozess für die Aufkonzentrierung therapeutisch wirksamer Wachstumsfaktoren, deren geeignete Applikation auf großflächigen Wunden, sowie die biologische Evaluierung des Endprodukts mit Fokus auf der Ermittlung eines adäquaten Antigerinnungsmittels.

Der neue Zentrifugenrotor ermöglicht durch den individuell einstellbaren, motorgesteuerten Antrieb der Spritzenkolben während des Aufkonzentrierungsprozesses und durch die winkelförmige Anordnung der Doppelspritzensysteme die automatische Separierung der Blutkomponenten. Die sensorgesteuerte erste Separation gewährleistet dabei eine hämatokritunabhängige Trennung und das Endvolumen des Thrombozytenkonzentrats (TK) kann anwendungsbezogen festgelegt werden. Mit EDTA und Citrat werden nach zweistufiger Zentrifugation exzellente Ausbeutewerte im Thrombozytenkonzentrat erzielt, wobei der maximale Ertrag von 89 % mit Citrat erreicht wird.

Das Zerstäuben des gewonnenen Konzentrats mit einer Zweistoffdüse unter Verwendung eines Treibmittels gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Applikats auf der Wundfläche. Der neu entwickelte Hand-Applikator ermöglicht bei einem Applikatvolumen von 3 ml die Versorgung einer Wundfläche von über 200 cm², bei einer rechnerisch ermittelten Schichtdicke von 14 µm. Das realisierte Kartuschenkonzept vermeidet eine durch Anschlussleitungen den OP-Ablauf störende externe Gaszufuhr. Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften eignet sich Tetrafluorethan (R134a) dabei als Treibmittel. Der Sättigungsdampfdruck von 5,7 bar (bei 20°C) gewährleistet eine konstante Druckversorgung während des gesamten Sprühvorgangs.

Die biologische Evaluation zeigt, dass durch Citrat die geringste Thrombozytenaktivierung induziert wird. Gegenüber EDTA und Heparin tritt hierbei eine um ca. 16 % geringere Aktivierung im Vollblut auf. Dieser Trend ist auch systematisch nach zweimaliger Zentrifugation und nach dem Sprühvorgang zu erkennen. Insgesamt erhöht sich mit allen Antigerinnungsmitteln die Thrombozytenaktivierung vom originären Vollblut bis zum versprühten TK um ca. +30 %. Die Ergebnisse von Heparin sind aufgrund sehr großer, probandenabhängiger Messschwankungen, sowie einer reduzierten Anzahl analysierbarer Thrombozyten infolge der Bildung von Agglomeraten allerdings kritisch zu betrachten.

Durch die Co-Inkubation von Thrombozytenkonzentrat mit humanen Fibroblasten in vitro wird nach siebentägiger Versuchsdauer eine im Vergleich zur Kontrolle deutlich erhöhte Zellzahl bei Citrat- und Heparin-TK erzielt. Hingegen lösen sich bei EDTA-TK die Zellen nach ca. 3 Tagen ab, mutmaßlich aufgrund eines, durch EDTA induzierten, Calciummangels. Eine weiterführende in vivo Untersuchung ist jedoch unerlässlich, um die proliferationssteigernde Wirkung von TK zu bestätigen.