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Fragestellung: Einrisse des Kniegelenkmeniskus in der nicht vaskularisierten Zone führen in der Regel zur Teil- oder Komplettresektion des verletzten Gewebes. In der vorliegenden Studie wurden experimentelle Ansätze zur Rekonstruktion von Meniskusdefekten durch mesenchymale Stammzellen (MSZ) in Kombination mit verschiedenen Formen eines Kollagen-I-Hydrogels in vitro untersucht.

Methoden: Intakte Menisci wurden bei der Implantation von Knieendoprothesen gewonnen. In einer ersten Gruppe wurden MSZ isoliert aus dem Knochenmark und in definierte Längsrisse der nicht vaskularisierten Zone des Meniskus mit einem Kollagen-I-Gel (Ars Arthro AG, Esslingen) in einer Konzentration von 1 x 106 Zellen/ml Gel injiziert. In einer zweiten Gruppe wurden MSZ in hochkomprimierte, schnittfeste Kollagen-I-Gele (Ars Arthro AG, Esslingen) in einer Konzentrationen von 3 bzw. 5 x 105 Zellen in die Gele einbettet und in ausgestanzte Meniskusdefekte eingebracht. In einer dritten Gruppe wurden PLA-Träger mit einem MSZ-Kollagen-Gel in einer Konzentration von 1 x 106 Zellen infiltriert und in ausgestanzte Meniskusdefekte eingesetzt. Alle Meniskuskonstrukte wurden in DMEM/ F12 mit 10% FCS und in einem chondrogenem Differenzierungsmedium mit Zusatz von TGF-ß1 für 21 Tage kultiviert.

Ergebnisse: In der ersten Gruppe konnte bei den TGF-ß1 behandelten Menisci eine gute Durchbauung der Risse (H/E) unter Vernetzung der implantierten Matrix mit dem umgebenden Meniskusgewebe (Picro-Sirius Rot) nachgewiesen werden. Außerdem zeigte sich eine Anreicherung von Proteoglykanen um die implantierten Zellen (Alzian Blau). In der zweiten Gruppe zeigte sich aufgrund der Kompression des Gels eine wesentlich dichtere Matrix (H/E). Die Anreicherung von sulfatierten Proteoglykanen um die implantierten Zellen (Alzian Blau) zeigte sich vermehrt bei den TGF-ß1 behandelten Konstrukten, insbesondere bei einer Zellzahl von 5 x 105 Zellen. Die hochkomprimierten Gele zeigten jedoch keine vollständige Integration der implantierten Matrix in das umgebende Meniskusgewebe (Picro-Sirius Rot). In der dritten Gruppe zeigte sich eine nur teilweise Integration des PLA-MSZ Kollagen Konstruktes in das Meniskusgewebe, bei guter Besiedelung des PLA und Differenzierung der MSZ in der TGF-ß1 behandelten Gruppe.

Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, insbesondere für die erste Gruppe (injiziertes Kollagen mit MSZ), dass eine Rekonstruktion von Meniskusdefekten durch Kollagen Gel prinzipiell möglich ist. Hochkomprimiertes Kollagengel und PLA infiltriert mit Kollagengel zeigten jedoch eine deutlich schlechtere Integration.