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Einfluß der Transportzeit auf die biologischen Eigenschaften von matrixgekoppelten Knorpelzelltransplantaten.
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Autoren
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Christph Resinger
- Univ. Klinik für Unfallchirurgie, AKH Wien, Waehringer Guertel 18-20, 1090, Wien, Phone: +43 1 40400 5964, Fax: +43 1 40400 5947
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G. Striessnig
- Univ. Klinik für Unfallchirurgie, AKH-Wien, Österreich
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M. Truppe
- Ludwig Boltzman Institut für Biomechanik und Zellbiologie, AKH-Wien, Österreich
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V. Vécsei
- Univ. Klinik für Unfallchirurgie, AKH-Wien, Österreich; Ludwig Boltzman Institut für Biomechanik und Zellbiologie, AKH-Wien, Österreich
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S. Marlovits
- Univ. Klinik für Unfallchirurgie, AKH-Wien, Österreich; Ludwig Boltzman Institut für Biomechanik und Zellbiologie, AKH-Wien, Österreich
| Veröffentlicht: | 11. November 2003 |
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Gliederung
Text
Fragestellung
Die zellbasierte Therapie von Knorpeldefekten beinhaltet die in-vitro Kultivierung von Knorpelzellen und bedarf eines hohen logistischen Aufwandes in bezug auf Transport und Lagerung. Für diese Anwendung gilt es zu entscheiden, ob sich eine kritische Länge der Transportzeit definieren läßt, die eine klinische Anwendung aufgrund veränderter biologischer Eigenschaften verbietet. Damit sollen weitere Qualitätsstandards definiert werden.
Methodik
Im Rahmen der Durchführung der matrixgekoppelten autologen Knorpelzelltransplantation zur Behandlung umschriebener Knorpeldefekte des Kniegelenkes wurde bei 15 Transplantaten (CollagenI/III Carrier mit Knorpelzellen beladen; MACI ®) in der Größe von 4 cm2 die Zellzahl (Höchst dye), die Zellvitalität (Trypanblautest) bestimmt. Zur morphologischen Beurteilung wurden Paraffinschnitte mit Hämatoxylin/Eosin als Übersichtsfärbung, Alcianblau- und Safranin O Färbungen zu Darstellung der extrazellulären Matrix (ECM) durchgeführt. Die ultrastrukturellen Untersuchungen beinhalteten die Raster- und Elektronenmikroskopie. Die Ergebnisse wurden mit der Transportdauer (definiert als Zeitraum zwischen dem Verlassen des Produktionsortes und dem Zeitpunkt der Transplantation) korreliert.
Ergebnis
Die biologischen Eigenschaften der matrixgekoppelten Zelltransplantate zeigen einen transportzeitabhängigen Verlauf. Als kritische Grenze läßt sich dabei ein Intervall von 24 Stunden definieren. Die mittlere Zellzahl betrug bei einer Ausgangszellzahl von 9,87 x 105 Zellen /cm2 (Stabw 2,31 x 105) bei Transplantation innerhalb von 24 Stunden 9,64 x 105 Zellen/cm2 (Stabw 1,10 x 105) und nach 24 Stunden 6,20 x 105 Zellen/cm2 (Stabw 1.20 x 105) [p < 0,05]. Die Zellvitalität veränderte sich von 95,6% zum Zeitpunkt der Besiedelung der Membran auf 91,2 % (< 24 h) und 73,2 % (> 24 h). Die morphologischen Veränderungen betrafen hauptsächlich die Zelladhärenz auf den Zellträgern und die Zellform, mit dem Auftreten von granulierten Zellen und dem vermehrten Nachweis von zytoplasmatischen Einschlusskörperchen, als Zeichen der veränderten Zellmetabolik.
Schlussfolgerung
Die gewonnen Ergebnisse bestätigen die transportzeitabhängige Veränderung der biologischen Eigenschaften von matrixgekoppelten Zelltransplantate. Die kritische Grenze mit deutlicher Abnahme der Zellvitalität und Veränderungen der Zellmorphologie wurde mit 24 Stunden definiert. Überschreite die Transportzeit 24 Stunden sollte eine Transplantation der autologen Knorpelzellen nicht mehr durchgeführt werden.
