{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:2204"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:2204","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Tissue Engineering von Fettgewebe durch Kultivierung humaner Präadipozyten und Endothelzellen","abstract":"Die Korrektur von Weichteilgewebedefiziten gehört nach wie vor zu den Aufgaben und Herausforderungen in der Plastischen und Rekonstruktiven Chirurgie. Die Entwicklung von Tissue Engineering Fettgewebsäquivalenten, basierend auf der Transplantation von kultivierten, autologen Fettgewebsvorläuferzellen, sog. Präadipozyten, bietet hier eine geeignete Alternative mit verschiedensten klinischen Anwendungen. Die Vaskularisierung solcher Neogewebe stellt dabei ein zentrales Thema des Tissue Engineering dar, dem durch Kokultivierung von Präadipozyten und HDMVEC sowie durch die Entwicklung eines neuen Tissue Engineering-Angiogenese-Modells, dem Chorioallantois-Membran (CAM)-Zylinder-Modell, Rechnung getragen wurde.
Humane Präadipozyten wurden aus subkutanem Fettgewebe isoliert. Die in vitro Kultivierungsbedingungen wurden durch Beschichtung der Kulturflächen und Supplementierung des Kulturmediums (EGF, PDGF, bFGF, VEGF) optimiert. Verschiedene injizierbare 3D-Matrizes wie Fibrinkleber, Kollagen und Hyaluronsäure wurden zur Kultivierung humaner Präadipozyten eingesetzt und ihr Einfluss auf Zellüberlebensraten und Zellwachstum durch den Einsatz von Phasenkontrastmikroskopie, MTS-Proliferationsassays sowie histologischer Aufarbeitung untersucht. Darüber hinaus wurden Bedingungen zur Kokultivierung von Präadipozyten mit HDMVEC geschaffen. In einem in vivo Experiment wurden humane Präadipozyten bzw. Kokulturen humaner Präadipozyten in verschieden Fibrinkleberkonzentrationen in BALB´c Nacktmäuse transplantiert und 4, 7, 14, und 28 Tage p.t. histologisch und histomorphometrisch ausgewertet. Zell-Fibrinmatrix-Konstrukte wurden ferner in einem speziell entwickelten Plastikzylinder am 8. IT auf die hochvaskularisierte Chorioallantois-Membran (CAM) des Hühnchenembryos transplantiert. Neben der Vaskularisierung dieser Konstrukte wurden Zellvitalität und Differenzierung transplantierter Zellen histologisch und immunhistologisch untersucht.
Basierend auf einem Endothelzellmedium konnte ein zur Kokultivierung von Präadipozyten und HDMVEC geeignetes Medium entwickelt werden, das zudem hervorragende mitogene Eigenschaften für die Präadipozytenkultivierung aufweist. Durch Beschichtung der Kulturoberfläche mit Gelatine konnte die Zellausbeute weiter erhöht werden. Durch Fibrin mit einer Fibrinogenkonzentration von 10-15mg/ml und 0.4-1.0 I.E. Thrombin pro eingesetzten mg Fibrinogen konnte eine geeignete Trägermatrix zur subkutanen Transplantation der kultivierten Präadipozyten gefunden werden. 28 Tage p.t. konnte die Formation eines \"fettgewebsartigen\" vaskularisierten Gewebes an der Empfängerstelle nachgewiesen werden. Im CAM-Zylinder-Modell wurde ferner eine Vaskularisierung transplantierter Zell-Matrix-Konstrukte sowie die Vitalität transplantierter Zellen nachgewiesen. Die in vitro Kultivierungsbedingungen von Präadipozyten wurden erfolgreich verbessert. Darüber hinaus wurde der Einfluss einer Fibrinklebermatrix auf inokulierte Präadipozyten evaluiert.
Die Eignung von Fibrinkleber zur subkutanen Transplantation humaner Präadipozyten konnte erstmalig demonstriert und ein \"Neofettgewebe\" an der Empfängerstelle geschaffen werden. Mit dem CAM-Zylinder-Modell wurde ferner ein neues in vivo Angiogenese-Modell für Tissue Engineering-Anwendungen entwickelt.","abstract_html":"Die Korrektur von Weichteilgewebedefiziten gehört nach wie vor zu den Aufgaben und Herausforderungen in der Plastischen und Rekonstruktiven Chirurgie. Die Entwicklung von Tissue Engineering Fettgewebsäquivalenten, basierend auf der Transplantation von kultivierten, autologen Fettgewebsvorläuferzellen, sog. Präadipozyten, bietet hier eine geeignete Alternative mit verschiedensten klinischen Anwendungen. Die Vaskularisierung solcher Neogewebe stellt dabei ein zentrales Thema des Tissue Engineering dar, dem durch Kokultivierung von Präadipozyten und HDMVEC sowie durch die Entwicklung eines neuen Tissue Engineering-Angiogenese-Modells, dem Chorioallantois-Membran (CAM)-Zylinder-Modell, Rechnung getragen wurde. <br>Humane Präadipozyten wurden aus subkutanem Fettgewebe isoliert. Die in vitro Kultivierungsbedingungen wurden durch Beschichtung der Kulturflächen und Supplementierung des Kulturmediums (EGF, PDGF, bFGF, VEGF) optimiert. Verschiedene injizierbare 3D-Matrizes wie Fibrinkleber, Kollagen und Hyaluronsäure wurden zur Kultivierung humaner Präadipozyten eingesetzt und ihr Einfluss auf Zellüberlebensraten und Zellwachstum durch den Einsatz von Phasenkontrastmikroskopie, MTS-Proliferationsassays sowie histologischer Aufarbeitung untersucht. Darüber hinaus wurden Bedingungen zur Kokultivierung von Präadipozyten mit HDMVEC geschaffen. In einem in vivo Experiment wurden humane Präadipozyten bzw. Kokulturen humaner Präadipozyten in verschieden Fibrinkleberkonzentrationen in BALB´c Nacktmäuse transplantiert und 4, 7, 14, und 28 Tage p.t. histologisch und histomorphometrisch ausgewertet. Zell-Fibrinmatrix-Konstrukte wurden ferner in einem speziell entwickelten Plastikzylinder am 8. IT auf die hochvaskularisierte Chorioallantois-Membran (CAM) des Hühnchenembryos transplantiert. Neben der Vaskularisierung dieser Konstrukte wurden Zellvitalität und Differenzierung transplantierter Zellen histologisch und immunhistologisch untersucht. <br>Basierend auf einem Endothelzellmedium konnte ein zur Kokultivierung von Präadipozyten und HDMVEC geeignetes Medium entwickelt werden, das zudem hervorragende mitogene Eigenschaften für die Präadipozytenkultivierung aufweist. Durch Beschichtung der Kulturoberfläche mit Gelatine konnte die Zellausbeute weiter erhöht werden. 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Humane Präadipozyten wurden aus subkutanem Fettgewebe isoliert. Die in vitro Kultivierungsbedingungen wurden durch Beschichtung der Kulturflächen und Supplementierung des Kulturmediums (EGF, PDGF, bFGF, VEGF) optimiert. Verschiedene injizierbare 3D-Matrizes wie Fibrinkleber, Kollagen und Hyaluronsäure wurden zur Kultivierung humaner Präadipozyten eingesetzt und ihr Einfluss auf Zellüberlebensraten und Zellwachstum durch den Einsatz von Phasenkontrastmikroskopie, MTS-Proliferationsassays sowie histologischer Aufarbeitung untersucht. Darüber hinaus wurden Bedingungen zur Kokultivierung von Präadipozyten mit HDMVEC geschaffen. In einem in vivo Experiment wurden humane Präadipozyten bzw. Kokulturen humaner Präadipozyten in verschieden Fibrinkleberkonzentrationen in BALB´c Nacktmäuse transplantiert und 4, 7, 14, und 28 Tage p.t. histologisch und histomorphometrisch ausgewertet. Zell-Fibrinmatrix-Konstrukte wurden ferner in einem speziell entwickelten Plastikzylinder am 8. IT auf die hochvaskularisierte Chorioallantois-Membran (CAM) des Hühnchenembryos transplantiert. Neben der Vaskularisierung dieser Konstrukte wurden Zellvitalität und Differenzierung transplantierter Zellen histologisch und immunhistologisch untersucht.
Basierend auf einem Endothelzellmedium konnte ein zur Kokultivierung von Präadipozyten und HDMVEC geeignetes Medium entwickelt werden, das zudem hervorragende mitogene Eigenschaften für die Präadipozytenkultivierung aufweist. Durch Beschichtung der Kulturoberfläche mit Gelatine konnte die Zellausbeute weiter erhöht werden. Durch Fibrin mit einer Fibrinogenkonzentration von 10-15mg/ml und 0.4-1.0 I.E. Thrombin pro eingesetzten mg Fibrinogen konnte eine geeignete Trägermatrix zur subkutanen Transplantation der kultivierten Präadipozyten gefunden werden. 28 Tage p.t. konnte die Formation eines \"fettgewebsartigen\" vaskularisierten Gewebes an der Empfängerstelle nachgewiesen werden. Im CAM-Zylinder-Modell wurde ferner eine Vaskularisierung transplantierter Zell-Matrix-Konstrukte sowie die Vitalität transplantierter Zellen nachgewiesen. Die in vitro Kultivierungsbedingungen von Präadipozyten wurden erfolgreich verbessert. Darüber hinaus wurde der Einfluss einer Fibrinklebermatrix auf inokulierte Präadipozyten evaluiert.
Die Eignung von Fibrinkleber zur subkutanen Transplantation humaner Präadipozyten konnte erstmalig demonstriert und ein \"Neofettgewebe\" an der Empfängerstelle geschaffen werden. Mit dem CAM-Zylinder-Modell wurde ferner ein neues in vivo Angiogenese-Modell für Tissue Engineering-Anwendungen entwickelt.","Results of mature adipose tissue transplantation in surgery are unpredictable and often show disappointing volume persistence of the grafts. Soft tissue engineering (TE) strategies based on the formation of de novo adipose tissue equivalents by implantation of autologous preadipocytes within a suitable biomatrix may offer an alternative for many clinical applications. Preadipocytes are adipose tissue precursor cells which present a high potential of proliferation and differentiate under appropiate conditions. The vascularisation of neo-tissues remains a central topic of tissue engineering, taken into account by cocultivation of preadipocytes with human dermal microvascular endothelial cells (HDMVEC) within the biomatrix as well as by the development of a choriallantoic membrane (CAM)-cylinder model, a modification of the classic CAM-model for TE application.
In this study, preadipocyte cultures were isolated from human subcutaneous adipose tissue. The in vitro cell culture conditions were modified / optimized by coating of the cell culture surface and supplementation of the culture medium with different growth factors, e.g. EGF, PDGF, bFGF, VEGF. Different injectable 3D-matrices (fibrin glue, collagen gel, hyaluronic acid gel) were tested for their ability to support preadipocyte growth, evaluation was performed by phase contrast microscopy, MTS-proliferation assay and histology. Furthermore the co-culture conditions of preadipocytes and HDMVEC were optimized. In an in-vivo study preadipocytes were subcutaneously implanted within two different fibrin glue matrices by injection technique into athymic nude mice. Histological analysis of the implants was performed after 4, 8, 14 and 28 days post transplantation by immunohistochemistry and histomorphometry. In a parallel study the impact of co-transplanted human dermal microvascular endothelial cells (HDMVEC) onto preadipocyte differentiation and vascularization of the scaffold was assessed. Additionally preadipocyte seeded fibrin glue matrices were implanted within a specially designed plastic cylinder on the highly vascularized chorioallantoic membrane of the chicken embryo. Besides vascularisation of the constructs cell viability and differentiation of transplanted cells was assessed.
Based on a endothelial cell medium a medium for the co-cultivation of HDMVEC and preadipocytes was developed. By coating of the cell culture surface with gelatine the number of isolated cells could be increased. A suitable 3D matrix for the subcutaneous transplantation of preadipocytes was found with a fibrin glue matrix (10-15mg/ml fibrin, 0.4-1.0 I.U. thrombin per mg fibrinogen). 28 days post transplantation the formation of a thin layer of vascularized, HLA-positive human adipose tissue could be shown at the recipient site. All morphological differentiation states of adipocyte differentiation could be detected within the graft. The influence of porosity and fibrillar thickness of the fibrin matrix, defined by thrombin and fibrinogen concentrations, on preadipocyte differentiation could be shown. A positive effect of co-transplanted HDMVEC on adipose tissue formation could not be observed. In the CAM-cylinder model the vascularisation of a thin layer of the transplanted cell-seeded fibrin matrix by CAM-capillaries could reported.
In conclusion, we have demonstrated the suitability of fibrin glue as biomatrix for subcutaneous implantation of human preadipocytes, resulting in the formation of a well-vascularized adipose-like tissue. Furthermore with the CAM cylinder model a new in vivo angiogenesis model for tissue engineering applications was established."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Tissue Engineering von Fettgewebe durch Kultivierung humaner Präadipozyten und Endothelzellen","Tissue engineering of adipose tissue by cultivation of human preadipocytes and endothelial cells"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Stark, Gerhard Björn"],"dc:creator":["Tegtmeier, Florian"],"dc:description.abstract":["Die Korrektur von Weichteilgewebedefiziten gehört nach wie vor zu den Aufgaben und Herausforderungen in der Plastischen und Rekonstruktiven Chirurgie. Die Entwicklung von Tissue Engineering Fettgewebsäquivalenten, basierend auf der Transplantation von kultivierten, autologen Fettgewebsvorläuferzellen, sog. Präadipozyten, bietet hier eine geeignete Alternative mit verschiedensten klinischen Anwendungen. Die Vaskularisierung solcher Neogewebe stellt dabei ein zentrales Thema des Tissue Engineering dar, dem durch Kokultivierung von Präadipozyten und HDMVEC sowie durch die Entwicklung eines neuen Tissue Engineering-Angiogenese-Modells, dem Chorioallantois-Membran (CAM)-Zylinder-Modell, Rechnung getragen wurde.
Humane Präadipozyten wurden aus subkutanem Fettgewebe isoliert. Die in vitro Kultivierungsbedingungen wurden durch Beschichtung der Kulturflächen und Supplementierung des Kulturmediums (EGF, PDGF, bFGF, VEGF) optimiert. Verschiedene injizierbare 3D-Matrizes wie Fibrinkleber, Kollagen und Hyaluronsäure wurden zur Kultivierung humaner Präadipozyten eingesetzt und ihr Einfluss auf Zellüberlebensraten und Zellwachstum durch den Einsatz von Phasenkontrastmikroskopie, MTS-Proliferationsassays sowie histologischer Aufarbeitung untersucht. Darüber hinaus wurden Bedingungen zur Kokultivierung von Präadipozyten mit HDMVEC geschaffen. In einem in vivo Experiment wurden humane Präadipozyten bzw. Kokulturen humaner Präadipozyten in verschieden Fibrinkleberkonzentrationen in BALB´c Nacktmäuse transplantiert und 4, 7, 14, und 28 Tage p.t. histologisch und histomorphometrisch ausgewertet. Zell-Fibrinmatrix-Konstrukte wurden ferner in einem speziell entwickelten Plastikzylinder am 8. IT auf die hochvaskularisierte Chorioallantois-Membran (CAM) des Hühnchenembryos transplantiert. Neben der Vaskularisierung dieser Konstrukte wurden Zellvitalität und Differenzierung transplantierter Zellen histologisch und immunhistologisch untersucht.
Basierend auf einem Endothelzellmedium konnte ein zur Kokultivierung von Präadipozyten und HDMVEC geeignetes Medium entwickelt werden, das zudem hervorragende mitogene Eigenschaften für die Präadipozytenkultivierung aufweist. Durch Beschichtung der Kulturoberfläche mit Gelatine konnte die Zellausbeute weiter erhöht werden. Durch Fibrin mit einer Fibrinogenkonzentration von 10-15mg/ml und 0.4-1.0 I.E. Thrombin pro eingesetzten mg Fibrinogen konnte eine geeignete Trägermatrix zur subkutanen Transplantation der kultivierten Präadipozyten gefunden werden. 28 Tage p.t. konnte die Formation eines \"fettgewebsartigen\" vaskularisierten Gewebes an der Empfängerstelle nachgewiesen werden. Im CAM-Zylinder-Modell wurde ferner eine Vaskularisierung transplantierter Zell-Matrix-Konstrukte sowie die Vitalität transplantierter Zellen nachgewiesen. Die in vitro Kultivierungsbedingungen von Präadipozyten wurden erfolgreich verbessert. Darüber hinaus wurde der Einfluss einer Fibrinklebermatrix auf inokulierte Präadipozyten evaluiert.
Die Eignung von Fibrinkleber zur subkutanen Transplantation humaner Präadipozyten konnte erstmalig demonstriert und ein \"Neofettgewebe\" an der Empfängerstelle geschaffen werden. Mit dem CAM-Zylinder-Modell wurde ferner ein neues in vivo Angiogenese-Modell für Tissue Engineering-Anwendungen entwickelt.","Results of mature adipose tissue transplantation in surgery are unpredictable and often show disappointing volume persistence of the grafts. Soft tissue engineering (TE) strategies based on the formation of de novo adipose tissue equivalents by implantation of autologous preadipocytes within a suitable biomatrix may offer an alternative for many clinical applications. Preadipocytes are adipose tissue precursor cells which present a high potential of proliferation and differentiate under appropiate conditions. The vascularisation of neo-tissues remains a central topic of tissue engineering, taken into account by cocultivation of preadipocytes with human dermal microvascular endothelial cells (HDMVEC) within the biomatrix as well as by the development of a choriallantoic membrane (CAM)-cylinder model, a modification of the classic CAM-model for TE application.
In this study, preadipocyte cultures were isolated from human subcutaneous adipose tissue. The in vitro cell culture conditions were modified / optimized by coating of the cell culture surface and supplementation of the culture medium with different growth factors, e.g. EGF, PDGF, bFGF, VEGF. Different injectable 3D-matrices (fibrin glue, collagen gel, hyaluronic acid gel) were tested for their ability to support preadipocyte growth, evaluation was performed by phase contrast microscopy, MTS-proliferation assay and histology. Furthermore the co-culture conditions of preadipocytes and HDMVEC were optimized. In an in-vivo study preadipocytes were subcutaneously implanted within two different fibrin glue matrices by injection technique into athymic nude mice. Histological analysis of the implants was performed after 4, 8, 14 and 28 days post transplantation by immunohistochemistry and histomorphometry. In a parallel study the impact of co-transplanted human dermal microvascular endothelial cells (HDMVEC) onto preadipocyte differentiation and vascularization of the scaffold was assessed. Additionally preadipocyte seeded fibrin glue matrices were implanted within a specially designed plastic cylinder on the highly vascularized chorioallantoic membrane of the chicken embryo. Besides vascularisation of the constructs cell viability and differentiation of transplanted cells was assessed.
Based on a endothelial cell medium a medium for the co-cultivation of HDMVEC and preadipocytes was developed. By coating of the cell culture surface with gelatine the number of isolated cells could be increased. A suitable 3D matrix for the subcutaneous transplantation of preadipocytes was found with a fibrin glue matrix (10-15mg/ml fibrin, 0.4-1.0 I.U. thrombin per mg fibrinogen). 28 days post transplantation the formation of a thin layer of vascularized, HLA-positive human adipose tissue could be shown at the recipient site. All morphological differentiation states of adipocyte differentiation could be detected within the graft. The influence of porosity and fibrillar thickness of the fibrin matrix, defined by thrombin and fibrinogen concentrations, on preadipocyte differentiation could be shown. A positive effect of co-transplanted HDMVEC on adipose tissue formation could not be observed. In the CAM-cylinder model the vascularisation of a thin layer of the transplanted cell-seeded fibrin matrix by CAM-capillaries could reported.
In conclusion, we have demonstrated the suitability of fibrin glue as biomatrix for subcutaneous implantation of human preadipocytes, resulting in the formation of a well-vascularized adipose-like tissue. Furthermore with the CAM cylinder model a new in vivo angiogenesis model for tissue engineering applications was established."],"dc:format.medium":["application/pdf"],"dc:subject":["Adipose Tissue Engineering","Preadipocytes","fibrin glue","chorioallantoic membrane"],"dc:title":["Tissue Engineering von Fettgewebe durch Kultivierung humaner Präadipozyten und Endothelzellen","Tissue engineering of adipose tissue by cultivation of human preadipocytes and endothelial cells"],"dc:type":["DoctoralThesis"]},"updated_at":"2026-07-24T02:22:40Z"}