Stammzellisolation mat Ultraschall

D’Ultraschallbehandlung ass eng héicheffizient mechanesch Method fir Stammzellen aus mënschlechem Fettgeweebe ze isoléieren. Déi mat Ultraschall isoléiert stromal-vaskulär Fraktioun (SVF) weist e bedeitend regeneratiivt Potenzial fir medezinesch Uwendungen. Hielscher Ultrasonics bitt eng Rei vu Méiglechkeete fir direkt an indirekt Ultraschallbehandlung fir d’Gewënnung vu Stammzellen. Fannt den idealen Ultraschallapparat fir Äre Prozess vun der Stammzellisolation!

Isolatioun vu Stammzelle mat Ultraschall

Fettgeweebe, dat aus dem mënschleche Kierper entzu gouf (duerch Liposuktioun), gëtt mat Ultraschall behandelt, fir d’Geweebe vun de Stammzellen an anere Wuesstumszellen ze trennen. Dësen ofgetrennten Undeel vun Zelle gëtt als Zelle vun der stromal-vaskulärer Fraktioun (SVF) bezeechent.
D’Technik fir Stammzellen aus Fettgeweebe mat Ultraschall ze isoléieren, baséiert eleng um Wierkprinzip vun der duerch Ultraschall ausgeléister Kavitatioun, déi reng mechanesch Scherung bewierkt. Dës duerch Kavitatioun entstane Schéierkräfte briechen d’Fettgeweebe op, sou datt d’Stammzellen aus der Struktur vum Fettgeweebe fräigesat ginn. D’Stammzellisolation mat Ultraschall ass eng enzymfräi Prozedur, bei där de Gebrauch vu Kollagenase, Trypsin oder Dispase vermidde gëtt.
Fir déi extrahéiert Stammzellen, mesenchymal Stammzellen, endothelial Virleeferzellen an aner Wuesstumszellzorten ze trennen, gëtt dat mat Ultraschall behandelt Fettgeweebe zentrifugéiert.
Déi ofgetrennte Stammzelle gi gesammelt an op hir Qualitéit ënnersicht, dorënner d’Zellzuel, d’Viabilitéit, Endotoxin an d’Gram-Fierwung, ier se direkt fir eng autolog Transplantatioun benotzt oder an der Kryolagerung konservéiert ginn.

Firwat Enzyme vermeiden?

Well den enzymateschen Ofbau fir d’Stammzellisolation mat héije Käschten a méigleche Sécherheetsrisiken souwéi mat feelender Wierksamkeet verbonnen ass [Oberbauer et al. 2015], gi net-enzymatesch Isolatiounsmethode wéi Ultraschallkavitatioun virgezunn. Den Isolatiounsschrëtt mat Ultraschall ersetzt den enzymateschen Ofbau, andeems en d’Zellen an d’Zellaggregate mechanesch vum Fettgeweebe trennt.

GDmini2 um UP200St-TD-Schallwandler (200 Watt) fir eng kontaminatiounsfräi Ultraschallbehandlung

GDmini2 um UP200St-TD-Transducer (200 Watt)

Virdeeler vun der Ultraschallbehandlung

Séier
Effizient
Reproduzéierbar
Sécher
Enzymfräi
Käschteneffizient
Steril Optiounen

Stammzellen aus Fettgeweebe

Duerch Ultraschallbehandlung erziilte Stammzellausbezuelung

Déi publizéiert Method fir d’Isolatioun vun der stromal-vaskulärer Fraktioun mat Ultraschallkavitatioun liwwert 1,67–2,24 × 10⁷ Zelle mat enger Viabilitéit vu 97,1–98,9% [Victor, S., 2014]. Zellausbezuelunge vun ongeféier 2–4 Milliounen Zellen/Gramm Fettgeweebe goufen duerch d’Ultraschalllys vu räifen Adipozyten an dissoziéiertem Fettgeweebe erziilt [Bright et al., 2014].
Mat Ultraschall preparéiert Zellen hunn e gläich héicht adipogeent an osteogeent Differenzéierungspotenzial am Verglach mat enger enzymatescher Standardisolatiounsmethod [Oberbauer et al. 2015].

Ultraschallsystemer fir d’Stammzellisolation

Fir déi héchst Sécherheet an déi bescht Qualitéit ze garantéieren, ass zouverlässeg Ultraschallausrüstung, déi eng präzis Kontroll vun der Stammzellbehandlung erméiglecht, e Schlësselfacteur fir eng erfollegräich Behandlung vun de Patienten. Hielscher Ultrasonics bitt verschidden Optioune fir en autologen Trennungsprozess mat Ultraschallkavitatioun, fir Stammzellen an endothelial Virleeferzellen ze isoléieren an ze gewannen.

Direkt Ultraschallbehandlung fir d’Stammzellisolation

Beim Prozess vun der Stammzellisolation duerch direkt Ultraschallbehandlung gëtt den Ultraschallhorn (Sonotrod, Ultraschallspëtzt / Sond) an d’Fettgeweebe agedaucht. Iwwer d’Sonotrod ginn d’Ultraschallwellen direkt an dat autologt Fett agekoppelt, sou datt d’Ultraschallkavitatioun d’Stammzellen an d’Stromazellen aus dem Reschtgeweebe fräisetzt. D’Ultraschallapparater vun Hielscher UP200Ht an UP200St mat der Sonotrod S26d14 sinn heefeg benotzt Systemer fir d’autolog Stammzellbehandlung. D’Isolatioun vun der stromal-vaskulärer Fraktioun duerch direkt Ultraschallbehandlung ass haaptsächlech fir den Asaz a Rengraim gëeegent.

De VialTweeter-Modell VT26dxx ass fir déi steril Ultraschallbehandlung vu Prouwen a Falcon-Réier entwéckelt.

De VialTweeter-Modell VT26dxx ass fir d’steril Ultraschallbehandlung vu Prouwen a Falcon-Réier entwéckelt

Indirekt Ultraschallbehandlung fir d’Stammzellisolation

Well d’Stammzelle fir autolog Uwendunge benotzt ginn, ass d’Sterilitéit vum Prozess ganz wichteg. Dofir huet Hielscher verschidde Méiglechkeete fir indirekt Ultraschallbehandlung entwéckelt, wéi GDmini2, VialTweeter an aner personaliséiert Systemer. Bei der indirekter Beschallung ginn d’Ultraschallwellen duerch d’Behälterwand an d’Fettgewëss agekoppelt. Déi stromal vaskulär Fraktioun (SVF) gëtt duerch Ultraschallkavitatioun vum Fettgewëss getrennt, genee wéi bei der direkter Beschallung.
En indirekte Beschallungsprozess bitt de Virdeel, d’Zellen an engem zouene Gefääss ënner kontaminatiounsfräie Bedéngungen ze verschaffen, well de Risiko vun enger Kräizkontaminatioun duerch d’Aféiere vum Ultraschallhorn (Sonotrod) eliminéiert gëtt. D’Zellisoléierung gëtt an engem zouene System duerchgefouert, dee steril Prozessbedéngunge garantéiert.
Liest méi iwwer déi steril Ultraschallapparater vun Hielscher!

Déi digital Ultraschallapparater vun Hielscher kënne präzis iwwer en Touchdisplay oder iwwer eng Browsersteierung gesteiert ginn. D’Beschallungsprozedure kënnen iwwer den intuitive Menü am Viraus agestallt ginn. D’Ultraschallapparater si mat enger automatescher Donnéeënopzeechnung ausgestatt (all Donnéeë vum Beschallungsprozess ginn op enger integréierter SD-Kaart gespäichert). Déi agekoppelt Ultraschallleeschtung kann exakt un de Protokoll fir d’Zellisoléierung ugepasst ginn.

De VialTweeter ass en Ultraschallapparat fir méi Prouwen, dee fir eng zouverlässeg Homogeniséierung vu Prouwen ënner sterile Bedéngunge suergt.

Den Ultraschallapparat VialTweeter ass e sterillen Homogenisator fir eng gläichméisseg a séier steril Proufvirbereedung.

Literatur/Referenzen

Oberbauer, Eleni; Steffenhagen, Carolin; Wurzer, Christoph; Gabriel, Christian; Redl, Heinz; Wolbank, Susanne (2015): Enzymatic and non-enzymatic isolation systems for adipose tissue-derived cells: current state of the art. Cell Regeneration (2015) 4:7.
Stadlmann, J., Taubenschmid, J., Wenzel, D. et al. (2017): Comparative glycoproteomics of stem cells identifies new players in ricin toxicity. Nature 549, 2017. 538–542
Haghjoo M., Azarbayjani M.A., Peeri M., Hosseini S.A. (2019): Effect of Training, Hyaluronic Acid, and Mesenchymal Stem Cell Therapies on Osteocalcin Gene Expression in Cartilage Tissue of Rats with Knee Osteoarthritis. Gene Cell Tissue 6, 2019.
Zhu M., Kong D., Tian R., Pang M. , Mo M., Cheng, Y., Yang G., Cheng H.L., Lei X., Fang K., Cheng B., Wu Y. (2020): Platelet sonicates activate hair follicle stem cells and mediate enhanced hair follicle regeneration. Journal of Cellular and Molecular Medicine 24, 2020. 1786–1794.

Wëssenswäert Fakten

Wat si Stammzellen?

Stammzelle sinn ondifferenzéiert Zelle vun engem méizellegen Organismus, déi d’Fäegkeet hunn, onbegrenzt weider Zelle vum selwechten Typ ze produzéieren. Si zeechne sech duerch dat bemierkenswäert Potenzial aus, sech an de fréie Phase vum Liewen a vum Wuesstem zu ville verschiddenen Zelltypen am Kierper z’entwéckelen. Dat markantst Eegemierk vu Stammzellen ass hir Fäegkeet, sech duerch Zelldeelung selwer ze erneieren, an hir Fäegkeet, sech a gewëss- oder organspezifesch Zelle mat spezielle Funktiounen ëmzewandelen. Pluripotent Stammzellen hunn d’Potenzial, sech zu jidderengem vun den dräi Keimzelltypen ze differenzéieren: Endoderm (bannescht Mooschläimhaut, Magen-Daarm-Trakt, Longen), Mesoderm (Muskelen, Schanken, Blutt, Urogenitalsystem) oder Ektoderm (epidermal Gewëss an Nervesystem).
A verschiddenen Organer, wéi dem Daarm an dem Schankemuerch, deele sech d’Stammzelle reegelméisseg, fir ofgenotzt oder beschiedegt Gewëss ze reparéieren an z’ersetzen. An aneren Organer, wéi der Bauchspeicheldrüs an dem Häerz, deele sech d’Stammzellen nëmmen ënner spezielle Bedéngungen.
Mesenchymal Stroma-/Stammzellen (MSC), déi en héicht Potenzial fir villfälteg therapeutesch Uwendungen an der regenerativer an ästheetescher Medezin bidden, fanne sech haaptsächlech am Schankemuerch, kënnen awer och aus anere Gewëss (z. B. Knorpel, Fett, Muskelzellen) isoléiert ginn. Mesenchymal Stammzelle gëllen als prototypesch erwuesse Stammzellen, déi sech duerch hir Fäegkeet zur Selbsterneierung auszeechnen.
Stammzellefuerschung a Stammzellbehandlunge ginn agesat, fir Gewëss an Organer fir Transplantatiounszwecker ze ziichten (Gewëssingenieurwiesen). Aner medezinesch Uwendungsberäicher vu Stammzelle sinn d’Behandlung vu Gehiererkrankungen (z. B. Parkinson- an Alzheimer-Krankheet), d’Therapie bei Zellmangel, Blutterkrankungen (z. B. Leukämie), Gelenk- a Knorpeldegeneratioun (z. B. Arthros) souwéi kosmetesch Behandlungen (z. B. Behandlunge géint d’Alterung). Am Allgemengen hunn d’Stammzellen en Duerchmiesser vun ongeféier 15–25 Mikrometer.
Mesenchymal Stammzellen (MSC) si multipotent Stromazellen, déi d’Fäegkeet hunn, sech zu enger Villfalt vun Zelltypen ze differenzéieren, dorënner Osteoblasten (Schankenzellen), Chondrozyten (Knorpelzellen), Myozyten (Muskelzellen) an Adipozyten (Fettzellen).

Wat ass déi stromal vaskulär Fraktioun (SVF)?

Déi stromal-vaskulär Fraktioun (SVF) ass e Bestanddeel vum Lipoaspirat, dat duerch Liposuktioun aus Fettgeweebe vum mënschleche Kierper gewonne ka ginn. D’Lipoaspirat besteet aus enger heterogener Mëschung vun Zellen an huet en héijen Undeel u Stammzellen, déi als aus Fettgeweebe gewonne Stammzellen (ASC oder ADSC) bekannt sinn. Dës weisen änlech Eegenschafte wéi Stammzellen aus dem Knachemuerch, wéi hir Fäegkeet, sech an Zelle vu verschiddenen Entwécklungslinnen ze differenzéieren.
Déi heterogen Zellpopulatioun vun der stromal-vaskulärer Fraktioun ëmfaasst ënner anerem Endothelzellen, Erythrozyten, Fibroblasten, Lymphozyten, Monozyten/ Makrophagen a Perizyten, souwéi e bedeitenden Undeel u Stammzellen aus Fettgeweebe.

Wat sinn aus Fettgeweebe gewonne Stromal-/Stammzellen (ASC)?

Aus Fettgeweebe gewonne Stromal-/Stammzellen (ASC / ADSC) setzen héich Quantitéite vu bioaktive Wuesstemsfacteure fräi, wéi den epidermale Wuesstemsfacteur (EGF), de vaskulären endotheliale Wuesstemsfacteur (VEGF), de basesche Fibroblaste-Wuesstemsfacteur (bFGF), de Keratinozyte-Wuesstemsfacteur (KGF), den aus Bluttplättche stammende Wuesstemsfacteur (PDGF), den Hepatozyte-Wuesstemsfacteur (HGF), den transforméierende Wuesstemsfacteur Beta (TGF-β), den Insulin-Wuesstemsfacteur (IGF) an den aus dem Gehier stammenden neurotrophe Facteur (BDNF). ACS setzen net nëmme Wuesstemsfacteure fräi, si sekretéieren och Zytokinen, dorënner de Ligand vun der fms-verbonnener Tyrosinkinase 3 (Flt-3), de Granulozyte-Kolonie-stimuléierende Facteur (G-CSF), de Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimuléierende Facteur (GM-CSF), de Makrophage-Kolonie-stimuléierende Facteur (M-CSF), Interleukinen (IL) wéi IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 an IL-12, de Leukämie-inhibéierende Facteur (LIF) an den Tumornekrosefacteur Alpha (TNF-α).

Wéi gi Stammzelle gewonn?

Autolog erwuesse Stammzelle vu Mënsche kënnen aus de folgende Quelle gewonne ginn:

Knachemuerch, bei deem d’Gewënnung duerch eng Entnam erfuerderlech ass, dat heescht, andeems an de Knache gebuert gëtt.
Fettgeweebe (Lipidzellen), bei deem d’Gewënnung duerch Liposuktioun erfuerderlech ass.
Blutt, bei deem d’Gewënnung duerch Apheres erfuerderlech ass. Dobäi leeft d’Blutt vum Spender duerch eng „Dialysmaschinn“, an där d’Stammzelle gewonne ginn, wärend déi aner Bluttbestanddeeler un de Spender zeréckgefouert ginn.