Zusammenfassung
Hintergrund
Mit der zunehmenden Verbreitung und Weiterentwicklung des Kochleaimplantats (CI) ist das Einführen von Fremdmaterialien in das Innenohr beim Menschen ein etabliertes Verfahren. Jedoch ist die Biokompatibilität des Elektrodenmaterials sowie die Wechselwirkung der Elektrode mit den neuronalen Strukturen noch nicht abschließend geklärt.
Material und Methoden
Zunächst wurden Spiralganglien- (SG-)Explantate der Ratte auf den einzelnen Implantatmaterialien Silikon und Platin und auf einem planen, kombiniertem Untergrund aus Silikon und Platin kultiviert. Dann erfolgte die Kultivierung von SG-Explantaten auf Oberflächen von CI-Elektroden.
Ergebnisse
In der histomorphometrischen Auswertung war das Überleben von SG-Zellen besser und das Neuritenauswachsen auf Platin im Vergleich zu Silikon signifikant länger. Bei einer kombinierten Platin-Silikon-Oberfläche zeigten die auswachsenden Neuriten jedoch keine eindeutige Materialpräferenz. Hier waren Niveauunterschiede im Oberflächenrelief ein entscheidendes Wachstumshindernis. Auf CI-Elektroden zeigte sich ein Auswachsen der Neuriten sowohl auf als auch nahe der Elektrode.
Fazit
Die Biokompatibilität der CI-Elektrode mit SG-Zellneuriten ist innerhalb des begrenzten Kultivierungszeitraums eindeutig gegeben. Hierbei spielen nicht nur die Materialien selbst, sondern auch räumliche Grenzflächen eine entscheidende Rolle.
Abstract
Background
With the increasing use of cochlear implants (CIs), the insertion of alloplastic material into the inner ear is nowadays an established treatment for severe to profound hearing loss in children and adults. Beyond its widespread use, the biocompatibility of the CI electrode and its interaction with the neural structures of the cochlea is not yet established.
Methods
To investigate the survival and growth behavior of spiral ganglion neurons on different CI materials, spiral ganglion explants from newborn rats were cultured on silicone and platinum, on a surface combination of silicone and platinum, and, finally, on a CI electrode.
Results
The results of this study indicate that the growth of spiral ganglion neurons in vitro is strongly influenced by the different materials and their arrangement, with platinum exhibiting the highest degree of biocompatibility with respect to neurite extension. Level differences in the surface structure between silicone and platinum lead to inhibition of neurite outgrowth. Furthermore, the culturing of spiral ganglion explants on a CI electrode leads to neurite sprouting toward the electrodes made of platinum.
Conclusion
The biocompatibility of CI materials with spiral ganglion neurons was shown in this study, but it differs with different CI materials. Besides the material itself, the arrangement of the materials can affect the neurite extension.
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Danksagung
Wir danken Frau Petra Joa für die Unterstützung bei der histologischen Aufarbeitung.
Interessenkonflikt
Der korrespondierende Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.
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Hansen, S., Mlynski, R., Volkenstein, S. et al. Wachstumsanalyse von Spiralganglienexplantaten auf Kochleaimplantat-Elektroden und deren Materialkomponenten. HNO 57, 358–363 (2009). https://doi.org/10.1007/s00106-008-1843-6
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DOI: https://doi.org/10.1007/s00106-008-1843-6