Kollagenablagerung im Unterhautgewebe während der Wundheilung beim Menschen: eine Modellbewertung

Die Wundheilung umfasst Koagulation, Entzündung, Angiogenese, Fibroplasie, Kontraktion, Epithelisierung und Umbau. Nach der Inzision von Gewebe wie Haut, Bauchwand oder Magen-Darm-Trakt entsteht ein Granulationsgewebe, dessen Stärke in erster Linie durch den Kollagengehalt zu Beginn des Heilungsverlaufs bestimmt wird. Es stehen nur wenige Modelle zur Verfügung, um die Wundheilung beim Menschen zu untersuchen. Das perkutane Einführen von expandierten Polytetrafluorethylenschläuchen (ePTFE) in das Unterhautgewebe ist seit 20 Jahren ein etabliertes Modell. Das Verfahren wird unter örtlicher Betäubung durchgeführt. Das Modell hat einen Durchmesser von 2,5 mm, eine Länge von 5-10 cm und eine Porengröße von 90-120 Mikron, die wesentlich größer ist als die von Gefäßtransplantaten. Das Polymer akkumuliert Granulationsgewebe, dessen Architektur der einer normalen Operationswunde ähnelt. Bisherige Studien zum Einsatz des ePTFE-Modells in der Wundheilungsforschung werden im Detail zusammengefasst. Histologische und immunhistochemische Analysen des im Modell abgelagerten Granulationsgewebes wurden durchgeführt. Der Gehalt an Aminosäuren nach Hydrolyse des Granulationsgewebes wurde mittels spektrophotometrischer oder HPLC-Assays bestimmt. Die im Modell akkumulierten Kollagenmengen werden als Hydroxyprolin pro Länge von ePTFE oder pro Gesamtprotein ausgedrückt. Nach einer Studie an Ratten untersuchten wir in den Studien 85 gesunde Freiwillige und 158 chirurgische Patienten. Höhere Gehalte an Hydroxyprolin wurden 10 Tage nach der Implantation im Vergleich zu 5 Tagen mit beträchtlicher Variation zwischen den Personen gefunden. In Bezug auf die Medianwerte gab es einen Unterschied von 25% zwischen zwei Messungen, die an zwei verschiedenen ePTFE-Röhrchen derselben Person durchgeführt wurden, und einen Unterschied von 12% zwischen Werten, die von zwei verschiedenen Teilen desselben ePTFE erhalten wurden. Höhere Akkumulationsniveaus von Hydroxyprolin führten nicht zu einer höheren Variabilität. Die Ablagerung von Prolin im Modell korrelierte eng mit dem Gesamtproteingehalt. Das ePTFE und ein modifiziertes PVA-Modell wurden bei chirurgischen Patienten verglichen. Mit dem PVA-Modell im Gegensatz zum ePTFE-Modell wurden keine reproduzierbaren Messungen der Hydroxyprolinabscheidung erhalten. Es wird der Schluss gezogen, dass das modifizierte PVA-Modell für die Bestimmung der Kollagenablagerung im subkutanen Granulationsgewebe unzureichend ist. Wir fanden keine Korrelation zwischen den Kollagenablagerungsniveaus, die mit der Platzierung des ePTFE-Modells im subkutanen Gewebe des Arms bzw. in einer unkomplizierten Operationswunde der Leiste bei demselben Patienten erhalten wurden. Signifikant höhere Kollagenablagerungswerte im Modell wurden in der Operationswunde gefunden. Umgekehrt gab es eine signifikante Korrelation zwischen den Proteinablagerungsniveaus, die an den beiden Stellen erhalten wurden. Patienten, die sich einer geringfügigen Operation (Leistenbruchreparatur) unterzogen, unterschieden sich nicht von gesunden, nicht traumatisierten Probanden in Bezug auf die Ablagerung von Kollagen im Unterhautgewebe des Arms, während Patienten, die einer größeren allgemeinen Operation unterzogen wurden, zeigten einen signifikanten Rückgang während der postoperativen Phase im Vergleich zu einer präoperativen Bewertung. Dieser Rückgang wurde bei Patienten mit infektiösen Komplikationen verstärkt. Nichtraucher-Freiwillige akkumulierten spezifisch mehr Kollagen (Medianwert 82%) als Raucher, die nach Alter und Geschlecht übereinstimmten. Unabhängig vom Raucherstatus sammelten Frauen im Modell deutlich mehr Kollagen an als Männer. Diese Ergebnisse wurden in einer prospektiven Serie erneut getestet, was zu derselben Schlussfolgerung führte. Matrixmetalloproteinasen (MMP-2 und MMP-9) wurden in Wundflüssigkeit bestimmt, die 24 und 48 h nach der Operation aus den subkutanen Hohlräumen von Herniotomiewunden gewonnen wurde. Eine signifikante und inverse Korrelation wurde zwischen MMP-9 nach 24 h und Akkumulationsniveaus von Kollagen in der ePTFE-Röhre 10 Tage nach der Implantation in die Wunde gezeigt. Schließlich wurde gezeigt, dass die lokale Anwendung von Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierendem Faktor in das ePTFE-Modell während der Implantation spezifisch und dosisabhängig die Anzahl der Fibroblasten und die Ablagerung von Kollagen reduziert. Die für die Experimente gewählten Dosen führten sowohl zu einer lokalen als auch zu einer systemischen Wirkung. Es wird der Schluss gezogen, dass das minimalinvasive ePTFE-Modell trotz einer gewissen Variabilität derzeit eine der besten Möglichkeiten zur Bewertung des Wundheilungspotenzials sowohl bei Freiwilligen als auch bei Patienten unter verschiedenen Bedingungen bietet. Wir fanden das Modell praktisch für die Beurteilung sowohl der Matrixablagerung während der Wundheilung als auch des Einflusses mehrerer Faktoren, einschließlich demografischer Merkmale, Trauma, Tabakrauchen, Drogen und gewebeabbauender Komponenten der Wunde.