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Präklinische Untersuchung von Perfluorodecalin gefüllten Albuminkapseln als Blutersatzstoff in vitro, am isolierten Organ sowie im lebenden Tier

Wrobeln, Anna

In den letzten Jahrzehnten wurde intensiv an der Entwicklung von Blutersatzstoffen als artifizielle Sauerstoffträger geforscht. Dabei soll der Sauerstoffträger sowohl für die routinemäßige Versorgung des Patienten als auch zur präklinischen Notfallversorgung verwendet werden. Der Bedarf ist aufgrund des demographischen Wandels und der parallel dazu abnehmenden Spendenbereitschaft enorm. Trotz der intensiven Forschung hat es bis heute kein Produkt in die klinische Anwendung Europas und den USA geschafft. Dabei sind neben dem Transport von essentiellen Atemgasen viele weitere Herausforderungen an die Entwicklung gestellt. Diese Arbeit ist Bestandteil der überaus komplexen Entwicklung, indem Perfluorodecalin gefüllte Albuminkapseln als artifizielle Sauerstoffträger sowohl in vitro weiter charakterisiert als auch deren potentiell toxische Effekte im Modell der Ratte untersucht wurden. Darüber hinaus wurde die Funktionalität im isoliert perfundierten Organ sowie im Hämodilutionsmodell der Ratte experimentell erforscht. Die in vitro Charakterisierung zeigte, dass die Kapseln in Albumin-haltigem Medium ihre Größe bis zu sieben Tage stabil halten können. Dabei wurde bei der Synthese auf die Verwendung von potentiell toxischen Stabilisatoren, wie sie bei anderen Sauerstoffträgern üblicherweise verwendet werden, verzichtet. Die Untersuchung potentiell toxischer Effekte verschiedener Kapselgenerationen zeigte nach intravenöser Verabreichung im Modell der Ratte eine gute Bioverträglichkeit der untersuchten Albuminkapseln. Dies wurde verdeutlicht durch das Überleben aller untersuchten Tiere und stabile systemische Parameter während des gesamten Versuchs. Allerdings manifestierten sich anhand von gemessenen Schädigungsparametern Beeinträchtigungen der Leber sowie, ermittelt durch histologische Beurteilungen, strukturelle Veränderungen der Milz. Darüber hinaus konnte nach Infusion der Albuminkapseln eine Hypoglykämie beobachtet werden. Die Verringerung des mittleren Kapseldurchmessers von vormals 1028 nm auf 252 nm führte zu einer Verlängerung der intravasalen Halbwertszeit auf 170 Minuten. Verglichen zu den Kapseln der ersten Generation, die eine Halbwertszeit von 158 Minuten besaßen konnte die Halbwertszeit somit um 12 Minuten gesteigert werden. Die Anwendung der Albuminkapseln im isoliert perfundierten Herzen nach Langendorff zeigte eindrucksvoll deren Eigenschaft, Sauerstoff in Gewebe zu transportieren und dort abzugeben. In dem Versuch wurden Herzen mehrfach unter hypoxische Bedingungen gebracht, um sie dann erfolgreich mit Perfluorodecalin gefüllten Albuminkapseln zu Re-Oxygenieren. Nach dem erfolgreichen Versuch am isoliert perfundierten Organ folgte abschließend die Überprüfung der Funktionalität im Gesamtorganismus. Dabei wurden Ratten, durch den Austausch des Blutes gegen Albuminkapseln, massiv diluiert. Im Gegensatz zu den Kontrolltieren überlebten die Tiere mit Hilfe der Kapseln unter normalerweise nicht mehr mit dem Leben vereinbaren Hämatokritwerten. Zusammenfassend stellen die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Perfluorodecalin gefüllten Albuminkapseln ein vielversprechendes Produkt dar, das insgesamt als therapeutisch relevant eigestuft werden kann. Dennoch sollten weitere Optimierungen der Albuminkapseln erfolgen, um das aktuell bestehende Nebenwirkungsprofil weiter zu minimieren sowie die intravasale Halbwertszeit nochmals zu verlängern.

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Wrobeln, Anna: Präklinische Untersuchung von Perfluorodecalin gefüllten Albuminkapseln als Blutersatzstoff in vitro, am isolierten Organ sowie im lebenden Tier. 2018.

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