Dokument: XENIA Lentikel: Biomechanik und enzymatische Resistenz im Vergleich zu porzinen und humanen cornealen Lentikeln

Titel:	XENIA Lentikel: Biomechanik und enzymatische Resistenz im Vergleich zu porzinen und humanen cornealen Lentikeln
Weiterer Titel:	XENIA Lenticules: Biomechanical properties and enzymatic resistance analysis compared to porcine and human corneal lenticules
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=74720
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20261029-144333-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Reiter, Stephan [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,00 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 14.10.2026 / geändert 14.10.2026
Beitragende:	PD Dr. med. Dr. rer. nat. Menzel-Severing, Johannes [Gutachter] PD Dr. med. Felsberg, Jörg [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Für die operative Therapie epidemiologisch relevanter Hornhauterkrankungen, wie zum Beispiel des Keratokonus, stellt die Hornhauttransplantation (Keratoplastik) bis heute den Goldstandard zur Behandlung fortgeschrittener Krankheitsstadien dar, um langfristig eine ausreichende visuelle Rehabilitation und damit einhergehende Lebensqualität für betroffene Patienten sicherzustellen. Aufgrund antigener Mechanismen und trotz des verbleibenden Restrisikos einer Immunreaktion, bleibt die Verwendung von immunologisch möglichst kompatiblen humanen Spenderhornhäuten bislang weitgehend alternativlos. Um dem globalen Spendermangel entgegenzuwirken, konzentrieren sich aktuelle Forschungsansätze auf die Verwendung artifizieller und xenogener Gewebe, wie beispielsweise dezellularisierte porzine Corneae, die praktisch unbegrenzt zur Verfügung stehen, bereits als fertiges Medizinprodukt verfügbar sind und implantiert werden können. Bislang haben sich aber in der Augenheilkunde vergleichbare operative Ansätze mit xenogenem Gewebe noch nicht etabliert. Das Unternehmen Gebauer Medizintechnik GmbH hat einen CE-zertifizierten und MDR-konformen xenogenen Lentikel (XENIA) aus Schweinehornhaut entwickelt, der bei Patienten mit Keratokonus in eine stromale Tasche implantiert werden kann. Die erste zugelassene Version besteht aus einem planar geformten Lentikel mit einem Durchmesser von 7,7 mm. Er wird aus dem anterioren Teil der Schweinehornhaut gewonnen und durch einen mehrschrittigen Bearbeitungsprozess zunächst dezellularisiert, um unerwünschte Antigene und Epitope zu eliminieren und das Risiko einer Immunreaktion zu minimieren. Anschließend erfolgt eine Kompression auf ca. 80 µm Dicke und ein intensives aktinisches Crosslinking, bei dem die Kollagenfasern quervernetzt werden, was zu einer Versteifung und somit erhöhten Festigkeit des Lentikels führt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es nun, die XENIA Lentikel weiterführend im Hinblick auf ihre biomechanischen Eigenschaften zu untersuchen und mit nativen Lentikeln aus humanen und porzinen Hornhäuten zu vergleichen. Hierzu wurden zum einen Zugversuche mittels uniaxialer Spannungs-Dehnungs-Messung durchgeführt. Die Lentikel wurden in 5 mm breite Streifen zugeschnitten und diese anschließend nach Anwendung einer Vorkraft von 10 Kilopascal (kPa) in einem physiologisch relevanten Bereich bis 19 % mit einer Materialprüfmaschine gedehnt und die korrespondierende Spannung detektiert. Zum anderen wurde die Resistenz der Lentikel gegenüber proteolytischen Enzymen untersucht. Die Lentikel wurden nach Einfärbung mit Trypanblau in Kollagenaselösung (c = 0,1 U / ml) gelegt und anschließend die Flächenreduktion durch den enzymatischen Verdau über 20 Tage fotografisch dokumentiert. Die Spannungs-Dehnungs-Messungen zeigten, dass die XENIA Lentikel im untersuchten Dehnungsbereich in etwa 9 – 23,5-fach erhöhte Elastizitätsmodule gegenüber porzinen und 3,9 – 9,6-fach erhöhte gegenüber humanen Lentikeln aufweisen. Die Resistenztestung gegenüber Kollagenaselösung ergab, dass XENIA Lentikel im Beobachtungszeitraum über 20 Tage im Gegensatz zu den Kontrollen signifikant langsamer verdaut werden und lediglich eine Flächenreduktion von 19,2 % ± 13,7 % zeigten, während in den Kontrollgruppen sämtliche Proben vollständig über die Zeit verdaut wurden. Insgesamt zeigten beide Versuchsreihen eine deutlich erhöhte biomechanische Stabilität und Resistenz der XENIA Lentikel gegenüber nativem Kontrollgewebe. Zukünftig könnte die Implantation von xenogenen Lentikeln eine alternative und weniger invasive operative Therapie für corneale Einschmelzungen oder fortgeschrittenen Keratokonus darstellen; hierzu sind jedoch weitere klinische Studien erforderlich. For the surgical treatment of epidemiologically relevant corneal diseases (e.g. Keratoconus) corneal transplantation (keratoplasty) until today presents the gold standard technique to ensure long term visual rehabilitation and a sufficient quality of life. Because of antigenic mechanisms and the risk of graft rejection, the use of human donor corneal tissue remains essential for corneal surgery. In order to deal with the global challenge of lacking donor tissue current research focuses on the development of artificial and xenogenic tissues, as for example decellularized porcine corneas that have almost unlimited availability and are directly ready for use as prepared medicine products for implantation. Currently, in ophthalmology those xenogenic implantations are not well established. Recently, the company Gebauer Medizintechnik GmbH has developed a CE-marked and MDR-approved xenogenic lenticule (XENIA), which is manufactured from porcine cornea and can be implanted in stromal pockets of Keratoconus corneas. The first approved version consists of a planar shaped lenticule with 7.7 mm in diameter. It is gained form the anterior part of the porcine cornea and undergoes a multiple step manufacturing process. First, lenticules are decellularized in order to remove antigens and epitopes to minimize the risk of graft rejection. After that it is densely compressed to a thickness of 80 microns and intensively crosslinked by actinic radiation which increases the stiffness and stability of the lenticule. The aim of this work was to further investigate the biomechanical properties of XENIA lenticules in comparison to native human and porcine corneal lenticules. We performed uniaxial stress-strain-measurements and an enzymatic resistance analysis. The lenticules were cut into 5 mm wide strips and after application of a prestress of 10 kPa the corresponding stress within a physiological strain range up to 19 % was detected with a material tester. On the other hand, for enzymatic resistance analysis the lenticules were stained with Trypan blue and placed into collagenase solution (c = 0.1 U / ml). The area reduction over 20 days was documented by photographs. The stress-strain-measurements showed that XENIA lenticules have 9 – 23.5-fold higher elastic moduli within the examined strain range compared to porcine lenticules and 3.9 – 9.6-fold higher ones compared to human lenticules. Furthermore, they demonstrated significantly prolonged digestion times in enzymatic resistance analysis compared to native control lenticules. During the investigation period of 20 days the XENIA lenticules showed an area reduction of 19.2 ± 13.7 %, on the other hand all samples of the control groups were fully digested over time. In summary both experiments showed a clearly increased biomechanical stability and resistance of XENIA lenticules compared to native control tissue. In the future, implantation of xenogenic lenticules could offer an alternative and less invasive surgical approach for corneal melting or advanced keratoconus; however further clinical studies are needed.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	29.10.2026
Dateien geändert am:	29.10.2026
Promotionsantrag am:	17.06.2026
Datum der Promotion:	13.10.2026