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ePaper created 2013-09-23, 14:05:17 | version 1.25.20
77 Anke Hoppensack M. Sc. Telefon +49 711 970-4073 anke.hoppensack@igb.fraunhofer.de Dr.-Ing. Jan Hansmann Telefon +49 711 970-4084 jan.hansmann@igb.fraunhofer.de Kontakt Literatur [1] Dankers, P. Y. W.; Boomker, J. M.; Meijer, E. W.; Popa, E. R.; van Luyn, M. J. A. (2011) From kidney development to drug deli- very and tissue engineering strategies in renal regenerative medi- cine, Journal of Controlled Release 152(1): 177–85 [2] Tasnim, F.; Deng, R.; Hu, M.; Liour, S.; Li, Y.; Ni, M.; Ying, J. Y.; Zink, D. (2010) Achievements and challenges in bioartificial kid- ney development, Fibrogenesis Tissue Repair 10: 3–14 [3] Colter, D. C.; Seyda, A.; Buensuceso, C. S.; Gosiewska, A. (2008) Kidney-derived cells and methods of use in tissue repair and regeneration, Ethicon Inc (Somerville, NJ, US) US Patent 20080112939 Projektpartner Die hier vorgestellten Ergebnisse wurden in Zusammenarbeit des Fraunhofer IGB mit der Firma Advanced Technologies and Rege- nerative Medicine (ATRM), LLC, a Johnson & Johnson company, Somerville, NJ, USA erarbeitet. Ferner hatte Jan Hansmann die Möglichkeit, Forschungsarbeiten in den Laboren des Projektpart- ners durchzuführen. Wir danken ATRM für die Unterstützung und Zusammenarbeit in diesem Projekt. der Grenzfläche zwischen einem Donor- und einem Akzeptor- kompartiment kultiviert und die Glukosekonzentration in bei- den Kompartimenten im Zeitverlauf gemessen. Abschließend erfolgte eine Validierung des Modells. Die Untersuchungen der Zellfunktionalität zeigten, dass die hKDCs nach 3 Tagen in Kultur einen Glukosegradienten bil- deten (Abb. 5). Selbst nach aufgeprägter Äquilibrierung der Konzentrationen stellten die hKDCs den Konzentrationsun- terschied innerhalb von 5 bis 6 Stunden wieder her. Dabei wurde die Glukosetransport-Funktionalität der hKDCs über 3 Wochen untersucht. Die Simulationen zeigten eine hohe Übereinstimmung zwischen den gemessenen Werten und er- rechneten Ergebnissen. Das mathematische Modell erlaubte die Ableitung der Stärke des aktiven Glukosemassentransports durch die hKDCs. Ferner konnte ein erster Entwurf für ein pro- ximales Tubulussystem entwickelt werden. Ausblick Die generierten Daten zur Transportkapazität, der Bioreaktor und das extrakorporale proximale Tubulussystem stellen wich- tige Grundlagen für die Entwicklung neuartiger bioartifizieller Nierenersatzsysteme dar. So könnte das bei der Standarddialy- se generierte Filtrat in eine bioartifizielle proximale Tubulusein- heit geleitet werden, um wertvolle Substanzen in das Blut des Patienten zurückzuführen. Für die Translation in ein klinisches System muss in weiteren Studien die experimentelle Validie- rung und Charakterisierung des Systems erfolgen. 1 hKDCs kultiviert auf einer synthetischen Membran (oben) und auf einer biologischen Matrix (unten). 2 Bioreaktorsystem für die spezifische Zellkultur pro- ximaler Tubuluszellen. 3 Massentransportwege. 4 Parameterabschätzung. 5 Apikale und basolaterale Glukosekonzentrationen während der Kultur der hKDCs. 4 5 0 Glukosekonzentration[mg/ml] Tag 0 Tag 3 Tag 7 Tag 10 Tag 14 Tag 18 Tag 21 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Glukosekonzentration[kg/m3 ] Zeit [s] 0 1000 2000 3000 4000 5000 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 Gemessene Konzentration apikal Gemessene Konzentration basolateral Berechnete Konzentration basolateral Berechnete Konzentration apikal