Ori­gi­nal­ar­beit – Haut­er­satz: Gegen­wart und Zukunft

10.10.2012 | Medizin


Haut­er­satz: Gegen­wart und Zukunft

Groß­flä­chige Defekte der Haut etwa durch Ver­bren­nun­gen erfor­dern einen groß­flä­chi­gen Haut­er­satz. Die stän­dige Ver­bes­se­rung von inno­va­ti­ven Metho­den der Haut­ex­pan­sion sowie des Haut­er­sat­zes machen es mög­lich, dass heute Brand­ver­letzte mit mehr als 80 Pro­zent ver­brann­ter Kör­per­ober­flä­che über­le­ben.
Von Lars-Peter Kamolz und Cor­ne­lia Kasper*

Sowohl bei groß­flä­chi­gen Ver­bren­nun­gen drit­ten Gra­des als auch bei ande­ren groß­flä­chi­gen Haut­de­fek­ten hat sich gezeigt, dass anspre­chende funk­tio­nelle und kos­me­ti­sche Ergeb­nisse nicht durch kon­ser­va­tive Maß­nah­men, son­dern nur durch chir­ur­gi­sche Ver­fah­ren erzielt wer­den können.

In der Ver­gan­gen­heit wur­den tiefe Ver­bren­nungs­wun­den (Grad 2b, Grad 3) rou­ti­ne­mä­ßig mit auto­lo­gen Voll­hau­toder gemesh­ten bezie­hungs­weise unge­mesh­ten Spalt­haut­trans­plan­ta­ten direkt im Anschluss an eine Nekro­sek­to­mie gedeckt.

Haut­trans­plan­tate wer­den nach der Stärke ihres anhän­gi­gen der­ma­len Antei­les ent­we­der in Spalt- oder Voll­haut­trans­plan­tate ein­ge­teilt. Wird die Haut mit kom­plett erhal­te­ner Der­mis abge­nom­men, spricht man von Voll­haut. Eine „typi­sche“ Spalt­haut ist dün­ner und beinhal­tet ledig­lich Teile der Der­mis. Die in den tie­fe­ren der­ma­len Schich­ten loka­li­sier­ten Haut­an­hangs­ge­bilde ver­blei­ben am Ort der Abnahme und stel­len die Res­sour­cen, die zur Abhei­lung des Ent­nah­me­de­fek­tes not­wen­dig sind, zur Ver­fü­gung.

Stan­dard­me­tho­den

a) Auto­loge Voll­haut­trans­plan­tate
Beson­ders bei der Deckung ver­brann­ter Areale an Gesicht, Hän­den und im Bereich der gro­ßen Gelenke erweist sich das Voll­haut­trans­plan­tat als funk­tio­nal und kos­me­tisch beste Wahl, da durch die kräf­tigte der­male Kom­po­nente einer exzes­si­ven Nar­ben­bil­dung mit kon­se­ku­ti­ver Schrump­fung vor­ge­beugt wird. Limi­tie­rend für den Ein­satz von Voll­haut­trans­plan­ta­ten ist jedoch der Umstand, dass die Ent­nah­me­stel­len der Voll­haut­trans­plan­tate immer pri­mär ver­schlos­sen wer­den müs­sen und somit zumeist nur klei­nere Trans­plan­tate zur Ver­fü­gung stehen.

b) Kom­bi­nierte Rekon­struk­tion
Bei der kom­bi­nier­ten Rekon­struk­tion mit­tels Spalt­haut und der­ma­ler Matrix hängt das Rekon­struk­ti­ons­er­geb­nis der Haut ent­schei­dend von der Qua­li­tät der der­ma­len Kom­po­nente ab. Bei voll­schich­ti­gen Haut­de­fek­ten in funk­tio­nell wich­ti­gen Regio­nen (zum Bei­spiel Hände) kommt häu­fig die kom­bi­nierte ein­zei­tige Haut­re­kon­struk­tion mit­tels Spalt­haut (häu­fig unge­mesht) und der­ma­ler Matrix zum Ein­satz. Hier­für kom­men der­zeit vor allem zwei Matri­ces in Frage (Matri­derm® und Inte­gra®) in Frage.

c) Auto­loge Maschen-Spalt­haut­trans­plan­tate (Mesh-Graft)
Beim Git­ter-Spalt­haut­trans­plan­tat wird durch eine spe­zi­elle Anord­nung von par­al­le­len Mes­sern auf einer Walze in Kom­bi­na­tion mit einer ent­spre­chen­den Scha­blone eine defi­nierte maschen­ar­tige Per­fo­ra­tion in unter­schied­li­chem Maß­stab erzeugt, die zu einer rela­ti­ven Flä­chen­ver­meh­rung des Trans­plan­ta­tes führt. Spalt­haut­trans­plan­tate kom­men beson­ders dort zum Tra­gen, wo große ver­brannte Flä­chen nur noch mit einem Rest an ver­blie­be­ner gesun­der Haut gedeckt wer­den kön­nen. Vor­zugs­weise wählt man ein Expan­si­ons-Ver­hält­nis von 1:1,5 bis 1:3. Bei grö­ße­ren Expan­si­ons­ver­hält­nis­sen ist das Meek-Graft dem Mesh-Graft aber hin­sicht­lich Ein­hei­lung und Expan­sion überlegen.

d) Meek-Tech­nik
1958 beschrieb Meek ein Der­m­atom, mit wel­chem man die gewon­nene Spalt­haut in kleine, gleich große qua­dra­ti­sche Inseln schnei­den kann. In den 1990er Jah­ren kam es zu einer Modi­fi­ka­tion die­ser Methode in Ver­bin­dung mit einer leicht zu hand­ha­ben­den Trans­plan­ta­ti­ons­me­thode, die es in einem Schritt ermög­lichte, die Spalt­haut nicht nur zu schnei­den, son­dern auch nach Auf­tra­gen auf einen Kor­kund Sei­de­trä­ger in Ver­hält­nis­sen bis 1:9 zu expan­die­ren und zu trans­plan­tie­ren. Diese etwas ein­fa­cher anzu­wen­dende Methode ist wegen der mathe­ma­tisch güns­ti­gen Aus­nut­zung des Ver­grö­ße­rungs­fak­tors mitt­ler­weile in vie­len Ver­bren­nungs­zen­tren eta­bliert und wird bei sehr groß­flä­chi­gen Ver­bren­nun­gen dem Mesh-Graft vor­ge­zo­gen.

Alter­na­tive Methoden

Der Ein­satz der chir­ur­gi­schen Stan­dard­me­tho­den hängt ab von der Ver­füg­bar­keit einer genü­gend gro­ßen Flä­che unge­schä­dig­ter Haut als Spen­der­areal für Trans­plan­tate. Um diese Limi­tie­rung zu umge­hen, kon­zen­trierte sich das Bemü­hen in den letz­ten Jah­ren auf die Suche nach Alter­na­tiv­me­tho­den, damit auch Pati­en­ten, bei denen mehr als 70 Pro­zent der Kör­per­ober­flä­che ver­brannt sind, eine Über­le­bens­chance haben.

a) Allo­gene Trans­plan­tate
Ste­hen nicht genü­gend Spen­der­areale zur Ver­fü­gung, kön­nen vor­über­ge­hend allo­gene Trans­plan­tate als tem­po­rä­rer Haut­er­satz ein­ge­setzt wer­den. Eine wei­tere Ver­brei­tung fan­den die allo­ge­nen Trans­plan­tate bei der Anwen­dung der so genann­ten Sand­wich-Tech­nik, bei der weit gemeshte auto­loge Trans­plan­tate mit weni­ger weit gemesh­ten Allo­trans­plan­ta­ten über­deckt werden.

b) Xeno­gene Trans­plan­tate
Seit Mitte der 1950er Jahre wird vor allem in China Schwei­ne­haut sehr oft zur pas­sa­ge­ren Deckung gro­ßer Wund­flä­chen ver­wen­det. Nach der Trans­plan­ta­tion fin­det das Xeno­graft zunächst nut­ri­ti­ven Anschluss an das basale Wund­bett. Die Der­mis wird zwar anfäng­lich revas­ku­la­ri­siert, aber dann meist rasch im Ver­lauf auf­ge­löst und durch Kol­la­gen­struk­tu­ren ersetzt. Beson­ders in Län­dern, in denen aus ethi­schen Grün­den keine allo­ge­nen Trans­plan­tate ein­ge­setzt wer­den, ist die tem­po­räre Wund­ab­de­ckung durch Xeno­trans­plan­tate noch heute ein wich­ti­ges Ver­fah­ren.

c) Zell­kul­tur und Tis­sue Engi­nee­ring

Die chir­ur­gi­schen Stan­dard­me­tho­den haben bei groß­flä­chig ver­brann­ten Per­so­nen hin­sicht­lich ihrer Effek­ti­vi­tät ihre Gren­zen, da die ver­blie­be­nen unver­brann­ten Rest­haut-Res­sour­cen als Spen­der­areale je nach Aus­maß auf ein Mini­mum redu­ziert sind. Die Ent­wick­lung und Ver­bes­se­rung von neuen Kul­ti­vie­rungs­me­tho­den sowie die Ein­füh­rung von trans­plan­tier- und resor­bier­ba­ren Bio­ma­te­ria­lien mit­hilfe des soge­nann­ten Tis­sue Engi­nee­rings ermög­li­chen einen poten­zi­el­len Aus­weg aus dem Dilemma. Ziel­set­zung ist hier die in vitro-Gene­rie­rung von Gewe­ben, wel­che in der Lage sind, spe­zi­fi­sche Gewe­be­ver­luste per­ma­nent mit ver­gleich­ba­rer bio­me­cha­ni­scher-bio­che­mi­scher Qua­li­tät zu ersetzen.

Spe­zi­ell die Epi­der­mis war das erste Organ bezie­hungs­weise die erste bio­lo­gi­sche Struk­tur, die erfolg­reich in vitro gezüch­tet und in vivo trans­plan­tiert wer­den konnte. Diese Erfolge haben es ins­be­son­dere wäh­rend der letz­ten 30 Jahre ermög­licht, auch Pati­en­ten mit Ver­bren­nun­gen von mehr als 80 Pro­zent der Kör­per­ober­flä­che erfolg­reich zu behan­deln. Mitt­ler­weile sind kul­ti­vierte auto­loge und allo­gene Zell­trans­plan­tate kom­mer­zi­ell zu erwer­ben.

Kul­ti­vier­ter Hautersatz

Obwohl es eine große Anzahl an kom­mer­zi­ell erhält­li­chen kul­ti­vier­ten Haut­kon­struk­ten gibt, haben sich in der Ver­bren­nungs­me­di­zin vor­nehm­lich drei Tech­ni­ken durchgesetzt.

a) Kul­ti­vierte auto­loge Epi­der­mis
Die Trans­plan­ta­tion eines kul­ti­vier­ten epi­der­ma­len Häut­chens aus auto­lo­gen Kera­ti­no­zy­ten (CEA – Cul­tu­red Epi­der­mal Auto­grafts) war der erste erfolg­rei­che kli­ni­sche Ein­satz einer gezüch­te­ten Organ­kom­po­nente. Appli­zierte kul­ti­vierte Epi­der­mis-Trans­plan­tate bestehen in der Regel aus drei bis fünf Zell-Lagen. Aller­dings sind die Trans­plan­tate sehr fra­gil. Ein wei­te­res Pro­blem besteht im Feh­len der der­ma­len Kom­po­nente bei Ver­bren­nun­gen drit­ten Gra­des. Um die­sem Pro­blem zu begeg­nen, wurde in den ver­gan­ge­nen Jah­ren die Ent­wick­lung von der­ma­len Ana­lo­gen unter­schied­lichs­ter Zusam­men­set­zung vor­an­ge­trie­benund diese bereits kli­nisch mit Erfolg eingesetzt.

b) Zell-Sus­pen­sio­nen
Bereits 1895 konnte von Man­gold erst­ma­lig erfolg­reich in auto­lo­gem Wund­se­rum sus­pen­dierte, abge­schabte Kera­ti­no­zy­ten trans­plan­tie­ren. Den­noch konnte sich diese Tech­nik initial nicht durch­set­zen, da es an einer geeig­ne­ten Trä­ger­sub­stanz man­gelte. Der Ein­satz von allo­ge­nen Kera­ti­no­zy­ten-Sus­pen­sio­nen zielt vor allem auf die Aus­nut­zung der para­krin sezer­nie­ren­den Akti­vi­tät der Zel­len. In Area­len mit dem Ver­bren­nungs­grad 2a bis 2b kann so die Re-Epi­the­li­sie­rung aus den ver­blie­be­nen Haut­an­hangs­ge­bil­den sti­mu­liert und die Zeit bis zur Abhei­lung ver­kürzt wer­den. Glei­ches gilt für Spalt­haut­ent­nahme-Areale, wo diese Ein­satz­mög­lich­keit der allo­ge­nen Zel­len eine schnel­lere Wie­der­ver­füg­bar­keit der Spen­der­areale sicher­stel­len soll.

c) Kul­ti­vierte Zel­len
Die Kom­bi­na­tion von kul­ti­vier­ten auto­lo­gen Kera­ti­no­zy­ten auf allo­plas­ti­schen oder gemischt syn­the­tisch-bio­lo­gi­schen Trä­gern mit ver­schie­de­nen allo­plas­ti­schen Mate­ria­lien als der­male Rege­ne­ra­ti­ons­ma­tri­zes ist von ver­schie­de­nen Grup­pen unter­sucht wor­den. 1989 stell­ten Yan­nas und Burke ein Haut­äqui­va­lent durch Zen­tri­fu­ga­tion pri­mär tryp­si­ni­er­ter Kera­ti­no­zy­ten und Fibro­blas­ten in eine Kol­la­gen-Gly­kos­ami­no­gly­kan-Matrix (C‑GAG) her, wel­che nach Trans­plan­ta­tion auf Meer­schwein­chen kom­plett ein­heilte. In den letz­ten Jah­ren kam hier­für auch zuneh­mend die Kol­la­gen-Elas­tin-Matrix (Matri­derm®) zum Einsatz.

Syn­the­ti­sche Mate­ria­lien

Neben bio­lo­gi­schen Mate­ria­lien kom­men aber immer mehr auch rein syn­the­ti­sche Mate­ria­lien zum Ein­satz. Im Fokus der Ent­wick­lung und Anwen­dung ste­hen Mate­ria­lien, die auch Bestand­teil der extra­zel­lu­lä­ren Matrix sind (zum Bei­spiel Kol­la­gen, Hyaluron­säure und ihre Deri­vate). Dar­über hin­aus kom­men auch ver­schie­dene Polymere/​Polymerkomposite (unter ande­rem Poly­ca­pro­lac­ton PCL, Poly­ure­than PU, Sili­kone, Poly­milch­säu­re­ver­bin­dun­gen PLA/​PGLA) sowie „natür­li­che“ Mate­ria­lien wie Sei­den­pro­te­ine und Bak­te­ri­en­zel­lu­lose zum Ein­satz, die tech­nisch und/​oder rekom­bi­nant her­ge­stellt werden.

Syn­the­ti­sche Ersatz­ma­te­ria­lien soll­ten mög­lichst die Funk­tio­nen der natür­li­chen ECM nach­bil­den. Dazu gehö­ren unter ande­rem die Beein­flus­sung der Zell­pro­li­fe­ra­tion, Zell­mi­gra­tion und Zell­dif­fe­ren­zie­rung. Bei der Ent­wick­lung und Her­stel­lung von syn­the­ti­schen Bio­ma­te­ria­lien soll­ten fol­gende Fak­to­ren berück­sich­tigt wer­den: Zusam­men­set­zung und Eig­nung (Bio­kom­pa­ti­bi­li­tät), Bio­de­gra­dation in vitro und in vivo, Her­stel­lung und For­mung sowie Ver­füg­bar­keit, Batch-to-Batch Varia­bi­li­tät, Her­stel­lung unter phy­sio­lo­gi­schen Bedin­gun­gen (zum Bei­spiel Tem­pe­ra­tur, pH) und ein­fa­che Ver­ar­bei­tung und Anwen­dung in der Kli­nik. Die Mate­ria­lien soll­ten wei­ter­hin auch der Haut mög­lichst ähn­li­che phy­sio­lo­gi­sche Eigen­schaf­ten wie Elas­ti­zi­tät bezie­hungs­weise bio­me­cha­ni­sche Sta­bi­li­tät auf­wei­sen und eine 3D-Struk­tur für die Gewe­be­re­ge­ne­ra­tion bereit­stel­len.

Gän­gige Her­stel­lungs­me­tho­den

Gän­gige Ver­fah­ren zur Her­stel­lung von Bio­ma­te­ria­lien sind Gefrier­trock­nung, Salt Leaching, Gas Foa­ming und Elek­tro­spin­ning. Die Gefrier­trock­nung (Lyo­phil­li­sa­tion) ist eine scho­nende Tech­nik, um sen­si­ble Wert­stoffe (wie bei­spiels­weise Pro­te­ine) zu trock­nen und kann effek­tiv zur Her­stel­lung wie zum Bei­spiel von Kol­la­gen­mat­ten ein­ge­setzt wer­den. Es ent­steht eine poröse 3D-Struk­tur, die ent­we­der mit kör­per­ei­ge­nen Zel­len besie­delt wer­den kann oder das Ein­wach­sen kör­per­ei­ge­ner Zel­len aus dem umge­ben­den Gewebe und ECM ermöglicht.

Salt Leaching und Gas Foa­ming sind Tech­ni­ken, bei denen Salz­kris­talle oder Gas (zum Bei­spiel CO2) gezielt in die Mate­ri­al­mi­schung ein­ge­bracht und spä­ter her­aus­ge­löst wer­den. So ent­ste­hen poröse 3D-Mem­bra­nen. Beim Elek­tro­spin­ning kön­nen natür­li­che (zum Bei­spiel Kol­la­gen) oder syn­the­ti­sche Poly­mer­lö­sun­gen (zum Bei­spiel PCL) in einem elek­tri­schen Feld zu sehr dün­nen Fasern (Nano- bis Mikro­me­ter) gespon­nen wer­den. Diese Fasern (zum Bei­spiel Poly­mer, Kol­la­gen) kön­nen auch als Bün­del sowie als Mat­ten ver­ar­bei­tet werden. 

Lite­ra­tur bei den Verfassern

*) Univ. Prof. Dr. Lars-Peter Kamolz MSc,
Kli­ni­sche Abtei­lung für Plas­ti­sche, Ästhe­ti­sche und Rekon­struk­tive Chir­ur­gie,
Uni­ver­si­täts­kli­nik für Chirurgie/​Medizinische Uni­ver­si­tät Graz;
Tel.: 0316/​385 14685; E‑Mail: lars.kamolz@medunigraz.at;
Univ. Prof. Dr. Cor­ne­lia Kas­per,
Depart­ment für Biotechnologie/​Universität für Boden­kul­tur Wien

© Öster­rei­chi­sche Ärz­te­zei­tung Nr. 19 /​10.10.2012