Versuchsanlage an der HS.R im Labor für Maschienendynamik

Berührungslose Messung der Steifigkeit:

Anwendung einer Methode aus der Maschinendynamik auf eine Fragestellung aus dem „Tissue Engineering“

Kann bei einem Patienten nach einem Herzinfarkt kein körpereigenes Gefäß als Bypass eingesetzt werden, z.B. durch Varikosis (Krampfadern), soll dieser als Ersatz eine biokompatible Gefäßprothese erhalten. Hier hat sich das Projekt „DFG-Viskograft“ das Ziel gesetzt, die biomechanischen Eigenschaften einer Nabelschnurvene so zu verändern, dass diese als geeigneter Bypass dienen kann.

Der fetale Blutdruck am Ende der Schwangerschaft, ist in etwa ein Fünftel des Blutdrucks eines Erwachsenen. Deshalb ist es notwendig, die Steifigkeit der Nabelschnurvene so zu erhöhen, dass diese den Anforderungen als Bypass am Herzen gewachsen ist. Dazu soll die Vene in einer Art „Trainingsstation“ unter natürlichen Bedingungen mit dem Schlagrhythmus eines Herzens angeregt, und somit „trainiert“ werden. Dadurch erhofft man sich eine deutliche Steifigkeitssteigerung im Vergleich zum Ausgangswert.

Bislang war es üblich diese „Trainingsphase“ aufgrund von Erfahrungswerten nach einer gewissen Zeit zu beenden und anschließend die Produkteigenschaften zu analysieren. Es wäre aber wünschenswert, den Trainingsfortschritt permanent ermitteln zu können, um Kenntnis über den Fortschritt der Steifigkeitsänderung zu erhalten. Dies muss zerstörungs- und keimfrei geschehen, da sich die Nabelschnurvene nicht ohne weiteres aus dem sterilen Bioreaktor entfernen lässt. Bislang ist hier nur ein Ansatz bekannt, bei dem anhand der Densität im Ultraschall als Surrogatparameter auf die Materialeigenschaften zurückgeschlossen wird. Ziel muss jedoch die direkte Messung der mechanischen Eigenschaften sein. Um das optimale berührungslose Messverfahren zu testen, wurde ein Versuchsaufbau realisiert, an dem mit Hilfe der Proteolyse die Steifigkeit von dezellularisierten- und nativen Nabelschnurvenen herabgesetzt wird.

Auf diese Weise war die Etablierung des Messverfahrens einfacher und schneller möglich als in realen Tissue-Engineering-Versuchen.

Kongressbeitrag zum TERMIS Weltkongress in Wien 2012:

[17] Schrammel, S.; Huber; G.; Liebold, A.; Schmid, C.; Hoenicka, M.:
Non-contact measurement of blood vessel stiffness and its utility in vascular tissue engineering
3rd TERMIS Wold Congress 2012, Tissue Engineering and Regenerative Medicine, Vienna, 2012

	DFG-Projekt "Viskograft"
	Eigenfrequenz von HUV Versuchsanlage an der HS.R im Labor für Maschienendynamik Berührungslose Messung der Steifigkeit: Anwendung einer Methode aus der Maschinendynamik auf eine Fragestellung aus dem „Tissue Engineering“ Kann bei einem Patienten nach einem Herzinfarkt kein körpereigenes Gefäß als Bypass eingesetzt werden, z.B. durch Varikosis (Krampfadern), soll dieser als Ersatz eine biokompatible Gefäßprothese erhalten. Hier hat sich das Projekt „DFG-Viskograft“ das Ziel gesetzt, die biomechanischen Eigenschaften einer Nabelschnurvene so zu verändern, dass diese als geeigneter Bypass dienen kann. Der fetale Blutdruck am Ende der Schwangerschaft, ist in etwa ein Fünftel des Blutdrucks eines Erwachsenen. Deshalb ist es notwendig, die Steifigkeit der Nabelschnurvene so zu erhöhen, dass diese den Anforderungen als Bypass am Herzen gewachsen ist. Dazu soll die Vene in einer Art „Trainingsstation“ unter natürlichen Bedingungen mit dem Schlagrhythmus eines Herzens angeregt, und somit „trainiert“ werden. Dadurch erhofft man sich eine deutliche Steifigkeitssteigerung im Vergleich zum Ausgangswert. Bislang war es üblich diese „Trainingsphase“ aufgrund von Erfahrungswerten nach einer gewissen Zeit zu beenden und anschließend die Produkteigenschaften zu analysieren. Es wäre aber wünschenswert, den Trainingsfortschritt permanent ermitteln zu können, um Kenntnis über den Fortschritt der Steifigkeitsänderung zu erhalten. Dies muss zerstörungs- und keimfrei geschehen, da sich die Nabelschnurvene nicht ohne weiteres aus dem sterilen Bioreaktor entfernen lässt. Bislang ist hier nur ein Ansatz bekannt, bei dem anhand der Densität im Ultraschall als Surrogatparameter auf die Materialeigenschaften zurückgeschlossen wird. Ziel muss jedoch die direkte Messung der mechanischen Eigenschaften sein. Um das optimale berührungslose Messverfahren zu testen, wurde ein Versuchsaufbau realisiert, an dem mit Hilfe der Proteolyse die Steifigkeit von dezellularisierten- und nativen Nabelschnurvenen herabgesetzt wird. Auf diese Weise war die Etablierung des Messverfahrens einfacher und schneller möglich als in realen Tissue-Engineering-Versuchen. Kongressbeitrag zum TERMIS Weltkongress in Wien 2012: [17] Schrammel, S.; Huber; G.; Liebold, A.; Schmid, C.; Hoenicka, M.: Non-contact measurement of blood vessel stiffness and its utility in vascular tissue engineering 3rd TERMIS Wold Congress 2012, Tissue Engineering and Regenerative Medicine, Vienna, 2012