Onderzoek

Effecten van Glycerol

Vanaf 1980 is onderzoek verricht naar de effecten van hoge concentraties glycerol op onder andere de morfologie van de donorhuid en de inactivatie van micro-organismen (bacteriën en virussen). Daarnaast is de klinische werkzaamheid onderzocht.

De klinische toepassing van donorhuid gepreserveerd in glycerol is vergelijkbaar met diepgevroren huid. Na uitspoelen van de glycerol kan de donorhuid toegepast worden als tijdelijke biologische bedekking voor halfdiepe brandwonden (1), diepe wonden na excisie van het verbrande weefsel of als bedekking voor wijd gespreide autologe huidtransplantaten (2, 3). Combinatie van glycerol gepreserveerde donorhuid met gekweekte autologe keratinocyten is ook mogelijk (4). De ervaringen van Kreis et al. (2, 3), waarbij de glycerol gepreserveerde donorhuid gebruikt werd als bedekking van 1:6 of 1:9 vergrote autologe huideilandjes (5, 6) lieten consistent een goede overleving zien van de autologe huid. De meeste operaties resulteerde in meer dan 95% epithelialisatie.

Alhoewel er geen vergelijkende studies zijn gedaan laten de resultaten zien dat glycerol gepreserveerde donorhuid op dezelfde wijze functioneert als diepgevroren huid bij de klinische toepassing. Veronderstelt wordt dat glycerol gepreserveerde donorhuid minder snel wordt afgestoten omdat de cellen in de donorhuid niet meer levend zijn. De morfologie van de donorhuid blijft echter goed behouden in 85% glycerol (7). Omdat glycerol gepreserveerde huid niet vitaal is kan er na transplantatie geen migratie van dendritische cellen zoals Langerhans’ cellen uit de epidermis plaatsvinden naar de drainerende lymfeklieren waar de activatie van T cellen plaatsvindt (8-11). De afstoting wordt vertraagd totdat er door de ingroei van bloedvaten in de donorhuid antigeen presenterende cellen zoals monocyten in contact met het allogene weefsel komen. Experimenten in een diermodel lieten zien dat de afstoting van glycerol gepreserveerde donorhuid tot 6 dagen vertraagd was in vergelijking met vitale allogene huid (11).

Glycerol is een langzame maar effectieve methode om micro-organismen te inactiveren (12). Na 3 maanden incubatie is 97% van batches negatief bij de bacteriologietest. Om dit proces te versnellen worden antibiotica (penicilline, streptamycine en eventueel gentamycine) toegevoegd (13). Ook virussen kunnen geïnactiveerd worden door hoge concentraties glycerol. Studies van Van Baare et al. (14) laten zien dat virussen zoals herpes simplex bij 37ºC snel geïnactiveerd worden, bij kamertemperatuur of 4ºC duurt dit veel langer (15). Incubatie van vrij HIV-1 virus in glycerol 85% resulteerde binnen een uur in inactivatie. Bewaring van donorhuid geïnfecteerd met HIV-1 in 85% glycerol bij 4ºC graden resulteerde in complete inactivatie van het virus (16). Deze resultaten laten zien dat glycerol een antivirale werking heeft maar verder validatie studies moeten nog worden uitgevoerd. Overdracht van micro-organismen via donorhuid naar de patiënt kan met de huidige kennis niet volledig worden uitgesloten maar door de zorgvuldige donor selectie kan de kans zo klein mogelijk gehouden worden. In de afgelopen 25 jaar zijn er geen meldingen geweest van ziekte overdracht als gevolg van het gebruik van glycerol gepreserveerde donorhuid.

Verder ontwikkeling van synthetische huid vervangers zou uiteindelijk het gebruik van donorhuid voor de behandeling van (brand)wonden overbodig kunnen maken. Voorlopig blijft donorhuid een belangrijk onderdeel voor de behandeling. Voor bijvoorbeeld heetwaterverbrandingen met een groter oppervlak lijkt glycerol gepreserveerde donorhuid effectiever te zijn dan Hydro-vezel verbandmateriaal (17).

Nieuwe ontwikkelingen; Glyaderm

Alhoewel de behandeling met donorhuid de genezing van de wond bevorderd laat de kwaliteit van het litteken vaak nog te wensen over. Vooral bij diepe brandwonden die behandeld zijn met wijd gespreide autologe huid treedt contractie en overmatige littekenvorming op. Door toepassing van een dermaal substituut zou dit kunnen verbeteren. Sinds 2000 wordt door Euro Skin Bank onderzoek gedaan naar verschillende methoden om een dermaal substituut te verkrijgen uit glycerol gepreserveerde donorhuid. Uit de experimenten bleek een prototype verkregen door behandeling met lage concentratie NaOH heel effectief de wond contractie te kunnen remmen (18). Dit prototype is verder ontwikkeld tot “Glyaderm”; Glycerol preserved acellular dermis.

Glyaderm is geen kunsthuid maar donorhuid waarbij de cellen van de donor verwijderd zijn waardoor de huid niet wordt afgestoten wordt na transplantatie. Glyaderm kan daarom gebruikt worden ter vervanging van de verbrande dermis bij brandwonden patiënten om de kwaliteit van het litteken te verbeteren (19).
Om te onderzoeken of de toepassing van Glyaderm effectief is loopt er al enige tijd een klinische studie waarbij de standaard behandeling vergeleken wordt met Glyaderm. Inmiddels zijn bij een aantal patiënten alle metingen geanalyseerd. Na 1 maand en na 1 jaar blijkt de elasticiteit van het litteken van wonden behandeld met Glyaderm significant hoger te zijn dan de littekens van de standaard behandelde wonden (20, 21. Verder is een Multi-center studie uitgevoerd naar de klinische effecten en de kost-effectiviteit van Glyaderm (www.glyaderm.org). De positieve resultaten zijn gepresenteerd tijdens het EBA congres in Wenen (2013).
Resultaten van een lange termijn (4-6 jaar na operatie) vervolg studie van de littekens laten zien dat de kwaliteit verder verbetert in de loop van de tijd; vooral de plooibaarheid. Glyaderm is nu beschikbaar voor klinisch gebruik.

Referenties

  1. Hermans MHE. Clinical experience with glycerol preserved donor skin treatment in partial thickness burns. Burns 1989; 15: 57-60.
  2. Kreis RW, Vloemans AFPM., Hoekstra MJ, Mackie DP, Hermans RP. The use of non-viable glycerol-preserved cadaver skin combined with widely expanded autografts in the treatment of extensive third-degree burns. J Trauma 1989; 29:51-55.
  3. Kreis RW, Mackie DP, Vloemans AFPM, Hoekstra MJ. Widely expanded postage stamp skin grafts using a modified Meek technique in combination with an allograft overlay. Burns 1993; 19: 142-145.
  4. Schiozer WA, Hartinger A, Henkel v. Donnersmarck G, Muhlbauer W. Composite grafts of autogenic cultured epidermis and glycerol-preserved allogeneic dermis for definitive coverage of full-thickness burn wounds: case reports. Burns 1994; 20: 503-507.
  5. Meek CP. Extensive severe burn treated with enzymatic debridement and microdermagrafting. Am Surgeon 1963; 29: 61-64.
  6. Kreis RW, Mackie DP, Hermans RP, Vloemans AFPM. Expansion techniques for skin grafts: comparison between mesh and Meek island (sandwich-) grafts. Burns 1994; 20; S39-42.
  7. Richters CD, Hoekstra MJ, van Baare J, du Pont JS, Kamperdijk EWA. Morphology of glycerol-preserved human cadaver skin. Burns 1996; 22: 113-116.
  8. Richters CD, Hoekstra MJ, van Baare JS, Kamperdijk EWA. Rat monocyte-derived dendritic cells function and migrate in the same way as isolated tissue dendritic cells. J Leukoc Biol. 2002; 71:582-587.
  9. Richters CD, Hoekstra MJ, Van Baare J, Du Pont, Kamperdijk EWA. Immunogenicity of glycerol-preserved human cadaver skin in vitro. J Burn Care & Rehabilitation 1997; 18: 1-8.
  10. Richters CD, Van Gelderop, du Pont JS, Hoekstra MJ, Kreis RW, Kamperdijk EWA. Migration of dendritic cells to the draining lymph node after allogeneic of congeneic rat skin transplantation. Transplantation, 1999, 67(6); 828-832.
  11. Richters CD, Hoekstra MJ, du Pont JS, Kreis RW, Kamperdijk EWA. Immunology of skin transplantation. Clinics in Dermatology 2005; 23:338-342.
  12. Saegeman V.S.M, Ectors NL, Lismont D, Verduyckt B, Verhaegen J. Short- and long-term bacterial inhibiting effect of high concentrations of glycerol used in the preservation of skin allografts. Burns 2008; 34: 205-211.
  13. Van Baare J, Ligtvoet EEJ, Middelkoop E. Micobiological evalution of glycerolised cadaveric donor skin. Transplantation 1998; 65: 966-970.
  14. Van Baare J, Buitenwerf J, Hoekstra MJ, du Pont JS. Virucidal effect of glycerol as used in donor skin preservation. Burns 1994; 20: S77-S80.
  15. Marshall L, Gosh MM, Boyce SG, MacNeill S, Freedlander E, Kudesia G. Effects of glycerol on intracellular virus survival: implications for the clinical use of glycerol-preserved cadaver skin. Burns 1995; 21:356-361.
  16. Cameron PU, Pagnon JC, Van Baare J, Reece CR, Vardaxis NJ, Crowe SM. Efficacy and kinetics of glycerol inactivation of HIV-1 in split skin grafts. J Med Virol 2000; 60:182-188.
  17. Vloemans AF, Soesman AM, Suijker M, Kreis RW, Middelkoop E. A randomised clinical trial comparing a hydrocolloid-derived hydrofibre and glycerol preserved allograft skin in the management of thickness burns. Burns 2003; 29: 702-210.
  18. Richters CD, Pirayesh A, Hoeksema H, Kamperdijk EWA, Kreis RW, Dutrieux RP, Monstrey S, Hoekstra MJ. Development of a dermal matrix from glycerol preserved allogeneic skin. Cell Tissue Bank. 2008; 9: 309-315.