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European Surgery

, Volume 42, Issue 6, pp 309–313 | Cite as

Comparison of collagen scaffold tubes for possible esophagus organ tissue engineering applications: In-situ omental implantation study in an ovine model

  • A. K. SaxenaEmail author
  • K. A. Faraj
  • W. F. Damen
  • T. H. van Kuppevelt
  • R. Weijnen
  • H. Ainoedhofer
  • M. E. Hollwarth
Short Communication

Summary

BACKGROUND: Esophagus tissue engineering requires optimal scaffolds that can support the implanted cells and integrate with the implanted tissue. METHODS: Four collagen scaffolds were investigated in-situ in an ovine model after 8 weeks of omental implantation to assess their suitability with regards to integration and cellular infiltration for esophagus organ tissue engineering: (a) Acellular bovine pericardial collagen (BPC), (b) Acellular cross-linked (HDMI hexamethylene diisocyanate) porcine dermal collagen (PDC), (c) Porcine porous collagen (PPC) and (d) Bovine tendon dual-layered (type-1) collagen (DLC). RESULTS: BPC demonstrated minimal integration with minimal cellular infiltration. PDC was inert to both integration and cellular infiltration. PPC enabled integration to omental tissue; however, demonstrated minimal cellular infiltration. DLC exhibited both omental integration and cellular infiltration. CONCLUSION: DLC has close to ideal properties for application in esophagus tissue engineering. BPC and PPC could have limited application in esophagus tissue engineering whereas PDC has been found to be unsuitable.

Keywords

Collagen scaffolds Tissue engineering Omentum in-situ Ovine Hollow organ 

Vergleich von tubulären Kollagenpolymeren für den Einsatz in Tissue Engineering der Speiseröhre: In-situ Implantationsstudie an einem Schafmodell

Zusammenfassung

GRUNDLAGEN: "Tissue Engineering" der Speiseröhre erfordert das Verwenden von adäquaten Kollagenpolymeren, um einerseits den zu implantierenden Zellen eine geeignete Trägersubstanz zur Verfügung zu stellen und andererseits das Konstrukt optimal in die vorherrschenden anatomischen Verhältnisse einzufügen. METHODIK: Es wurde die Eignung von vier verschiedenen Kollagenpolymeren für das "Tissue Engineering" einer Speiseröhre in-situ an einem Schafmodell geprüft. Dazu wurden die Polymere 8 Wochen in das Omentum der Schafe implantiert und danach hinsichtlich ihrer Zweckmäßigkeit untersucht, wobei besonderes Augenmerk auf die zelluläre Infiltration und auf die Integration der Polymere in die anatomischen Gegebenheiten gelegt wurde. Kollagenpolymere: (a) Azelluläres Rinderperikard-Kollagen (BPC), (b) Azelluläres querverbundenes (HDMI Hexamethylen-Diisocyanat) Schweinehaut-Kollagen (PDC), (c) engporiges Schweinekollagen (PPC) und (d) zweilagiges Rindersehnen-Kollagen (Typ-1) (DLC). ERGEBNISSE: BPC wies sowohl eine minimale Polymerinfiltration der Zellen als auch eine schlechte Integration in das umgebende Gewebe auf. PDC zeigte sich inert hinsichtlich der Zelleinwanderung und Gewebsintegration. PPC erlaubte das Einwachsen von omentalen Zellen, demonstrierte jedoch nur geringe Infiltration des Polymers. Die Untersuchung von DLC ergab sowohl eine optimale Zelleinwanderung als auch eine zufriedenstellende Anpassung an das umgebende Gewebe. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Von den vier getesteten Kollagenpolymeren wies einzig DLC optimale Eigenschaften für das "Tissue Engineering" einer Speiseröhre auf. Während BPC und PPC minimale Zellinfiltration in das Polymer zuließen und so nur bedingt für den Einsatz als Trägersubstanz für die Zellen zweckdienlich erscheinen, erwies sich PDC zur Herstellung eines Speiseröhrenkonstruktes als ungeeignet.

Schlüsselwörter

Polymere Kollagen Tissue Engineering Omentum in-situ Schaf Hohlorgan 

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Copyright information

© Springer-Verlag 2010

Authors and Affiliations

  • A. K. Saxena
    • 1
    Email author
  • K. A. Faraj
    • 2
  • W. F. Damen
    • 2
  • T. H. van Kuppevelt
    • 2
  • R. Weijnen
    • 3
  • H. Ainoedhofer
    • 1
  • M. E. Hollwarth
    • 1
  1. 1.Experimental Fetal Surgery and Tissue Engineering Unit, Department of Pediatric- and Adolescent SurgeryMedical University of GrazGrazAustria
  2. 2.Department of Biochemistry, Nijmegen Centre for Molecular Life SciencesRadboud University Nijmegen Medical CentreNijmegenThe Netherlands
  3. 3.Department of Pediatric SurgerySophia Children's Hospital, Erasmus Medical CenterRotterdamThe Netherlands

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