Hydroxyäthylstärke als Entquellungssubstanz in Kurzzeitkulturmedien für Spenderhornhäute

Zusammenfassung

Hintergrund Das Ziel dieser experimentellen Studie war es, zu untersuchen, inwieweit die sonst in Kurzzeitkulturmedien eingesetzten Entquellungssubstanzen Chondroitinsulfat und Dextran durch Hydroxyäthylstärke ersetzt werden können.

Material und Methoden Wir verwendeten Bulbuspaare frisch geschlachteter Schweine. Nach Präparation einer Korneoskleralscheibe wurden diese 5 Tage in MEM-Medium mit 10% bzw. 20% Hydroxyäthylstärke 450000 bei 4° C im Kühlschrank gelagert. Anschließend erfolgte eine 24stündige Nachinkubation bei 37° C in MEM-Medium mit 10% fötalen Kälberserum im Brutschrank, um einen eventuellen latenten Endothelzellschaden zu erfassen. Als Kontrolle diente die jeweilige Partnerhornhaut, die in Optisol GS gelagert, ansonsten aber gleich behandelt wurde. Gemessen wurde die Endothelzelldichte, die Hornhautdicke und der Glukosegehalt des Mediums direkt nach der Präparation, nach Kurzzeitkultur und nach der Nachinkubation. Typische Befunde wurden zusätzlich rasterelektronenmikroskopisch untersucht.

Ergebnisse Die Endothelzelldichte wies keine signifikanten Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen zu allen Befundungszeitpunkten auf. Eine Abnahme der Zelldichte im Versuchsverlauf wurde in keiner Gruppe beobachtet. Sowohl in Hydroxyäthylstärke enthaltendem Medium als auch in Optisol GS gelagertes Gewebe zeigte keine Quellung in der Kurzzeitkultur. In der Gruppe, die in 20% Hydroxyäthylstärke gelagert wurde, kam es zu einer signifikanten Entquellung des Stromas zu diesem Zeitpunkt. Nach der Organkultur waren alle Hornhäute in gleichem Ausmaß gequollen. Im Kulturmedium fand sich in allen Gruppen eine Abnahme des Glukosewertes. Rasterelektronenmikroskopisch wurde am Ende der Kurzzeitkultur eine reversible Degeneration der Zellgrenzen, in Optisol GS zusätzlich eine Schwellung der Zellen beobachtet.

Schlußfolgerungen Die Ergebnisse zeigen, dass Hydroxyäthylstärke eine Alternative als Entquellungssubstanz zu den bisher verwandten Chondroitinsulfat und Dextran bilden kann.

Summary

Purpose To investigate the feasibility to use hydroxyethylstarch as an alternative deswelling additive in short-term preservation media.

Materials and methods Corneoscleral discs were prepared from pairs of eye balls of freshly slaughtered pigs. Corneas were stored in MEM-medium containing either 10% or 20% hdroxyethylstarch 450000 at 4° C in a refrigerator. Subsequently, the tissue was stored for 24 hours in organ culture at 37° C in MEM-medium containing 10% fetal calf serum to detect latent endothelial cell damage. Mate corneas were treated the same except for being stored in Optisol GS during 4° C storage. We determined corneal endothelial cell density, stromal thickness, and glucose concentration in the medium directly after preparation, after short-term storage at 4° C, and after subsequent organ culture at 37° C. Scanning electron microscopy of corneal endothelium was performed at each step during the experimental course.

Results We did not observe any significant differences in endothelial-cell density between experimental groups and control groups. No decrease in endothelial-cell density was observed during the course of experiments. No increase in stromal thickness was determined in any group after short-term storage at 4° C. Corneas stored in medium containing 20% hydroxyethylstarch showed a decrease in stromal thickness after short-term storage. After subsequent organ culture all corneas displayed a uniform stromal swelling. Glucose concentrations in the media decreased in all groups during the experiment. In scanning-electron microscopy we observed a reversible degeneration of cell borders after storage at 4° C. Additionally, corneas stored in Optisol GS showed a reversible cobblestone appearance at this stage of the experiments.

Conclusion Hydroxyethylstarch appears to be an alternative to the use of dextran and chondroitin sulfate as a de-swelling additive in corneal preservation media.

Schlüsselwörter

Kornea - Hornhautkonservierung - Hydroxyäthylstärke - Dextran - Chondroitinsulfat

Key words

cornea - corneal transplantation - corneal preservation - hydroxyethylstarch - chondroitin sulfate - dextran