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FU Berlin
Digitale Dissertation

Christian Gerhard Ulrich Meltendorf :
Vitrification of corneal lamellae
Vitrifikation von Hornhautlamellen

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Abstract

In the work presented here it has been possible for the first time to carry out the vitrification of corneal lamellae without there being any ice formation or cracking of the frozen product. The basis for this success were three modifications of the vitrification procedure: (1) Instead of using corneoscleral discs which were previously used for freezing experiments, posterior corneal lamellae were used in this investigation. The resulting simultaneous volume reduction led to a more rapid and controllable heat exchange between the corneal tissue and the coolant. (2) By using frozen product packaging which was very thin-walled, transparent and Teflon-coated (Kapton / Teflon peel pouch) it was possible to achieve direct contact between the cornea and the frozen product packaging without endothelial cell damage, whereby the heat exchange was likewise optimized. (3) The flash freezing to -140°C which promotes vitrification was achieved by means of a newly developed freezing device using methylcyclopentane and propane as coolants. Since, despite the successful vitrification, only a maximum of 10% of the endothelial cells were vital after heating, the toxicity of the cryoprotectors which was determined to be the cause, and the devitrification which occurred during the heating process, should be further examined.

Table of Contents

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0.. Titelblatt. .
1.. Grundlagen und Problemstellung. 7.
1.1. Anatomie und Physiologie der Hornhaut. 7.
1.2. Hornhauttransplantation. 12.
1.3. Hornhautbanken. 15.
1.4. Routineververfahren der Hornhautkonservierung. 16.
1.5. Die Gefrierkonservierung der Hornhaut. 19.
1.6. Ziele dieser Arbeit. 35.
2.. Material und Methoden. 38.
2.1. Das Hornhautgewebe. 38.
2.2. Präparation der Hornhautlamellen. 38.
2.3. Das Berlin-Mikrokeratom. 40.
2.4. Vitrifikationsmedium. 42.
2.5. Einschleusung des Vitrifikationsmediums. 43.
2.6. Der Gefriergutbehälter. 45.
2.7. Das Vitrifikationsverfahren. 47.
2.8. Das Auftauverfahren. 49.
2.9. Ausschleusung des Vitrifikationsmediums. 49.
2.10. Die Organkultur. 50.
2.11. Die Vitalfärbung. 51.
2.12. Fotodokumentation und Endothelzellanalyse. 53.
2.13. Übersicht über den gesamten Verfahrensablauf. 54.
3.. Ergebnisse. 56.
3.1. Endothelzellanalyse unbehandelter Hornhautlamellen. 56.
3.2. Verträglichkeit der Oberfläche des Gefriergutbehälters mit dem Hornhautendothel. 58.
3.3. Vitrifikation von Hornhautlamellen bei -140°C. 59.
3.4. Fotografische Dokumentation der Devitrifikation bei Raumtemperatur. 66.
3.5. Endothelzellanalyse nach erfolgter Vitrifikation bei -196°C und Erwärmung im Wasserbad. 67.
3.6. Toleranz des Hornhautendothels gegenüber dem verwendeten Organkulturmedium. 69.
3.7. Toleranz des Hornhautendothels gegenüber der verwendeten Vitrifikationslösung. 71.
4.. Diskussion. 76.
4.1. Erzielte Fortschritte. 76.
4.2. Vorteile und Perspektiven der Vitrifikation. 79.
4.3. Toxizität der Kryoprotektoren. 80.
4.4. Devitrifikation. 82.
4.5. Berücksichtigung der post-mortem-Zeit. 84.
4.6. Aussagekraft der Endothelzellanalyse. 84.
4.7. Vorschläge für Untersuchungen zur weiteren Verbesserung des Vitrifikationsverfahrens. 85.
5.. Zusammenfassung. 88.
6.. Literaturverzeichnis. 90.

More Information:

Online available: http://www.diss.fu-berlin.de/2001/50/indexe.html
Language of PhDThesis: english
Keywords: vitrification, cryopreservation, cornea, Berlin Microkeratome, Kapton-Teflon peel pouch
DNB-Sachgruppe: 33 Medizin
Date of disputation: 06-Apr-2001
PhDThesis from: Fachbereich Humanmedizin, Freie Universität Berlin
First Referee: Prof. Dr. Friedrich Hoffmann
Second Referee: Prof Dr. Heinrich Bleckmann
Contact (Author): Meltendorf@em.uni-frankfurt.de
Contact (Advisor): fhoffman@zedat.fu-berlin.de
Date created:03-Apr-2001
Date available:05-Apr-2001

 

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