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Oberfläche versus Feinstruktur: wie die Wachstumsfläche die Differenzierung beeinflusst
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Veröffentlicht: | 16. August 2017 |
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Artifizielle Biomaterialien und natürliche extrazelluläre Matrix-Derivate stellen unterschiedliche Konzepte in der Knorpelregeneration dar. Erstere sind reproduzierbar und in ihrer Zusammensetzung genau definiert, wohingegen letztere eine natürliche Feinstruktur der Matrix aufweisen und dem natürlichen Milieu sehr nahe kommen. Ziel dieser Studie war es die Differenzierung von humanen chondralen Progenitorzellen auf zwei für die vorher genannten Gruppen repräsentativen Biomaterialien zu vergleichen.
Zu diesem Zweck wurden 3D-gedruckte Polycaprolactone-Scaffolds (PCL) und dezellularisierte Matrix des Schweineknorpels (DECM) mit 1*10^7 Zellen besiedelt und nach 28 bzw. 42 Tagen biochemisch mittels DMMB-Assay, molekularbiologisch mittels qPCR und mittels Elektronenmikroskopie ausgewertet.
Hier zeigte sich auf beiden Scaffolds ein überwiegend als Schicht organisiertes Zellwachstum. Der Glykosaminoglykan-Gehalt der Proben wies in der PCL-Gruppe einen höheren Anstieg als in der DECM-Gruppe auf. Normiert auf die Zellzahl fand sich allerdings kein signifikanter Unterschied. Ebenso zeigten beide Gruppen eine nicht signifikant unterschiedliche Expression von Aggrecan und Versican.
Aufgrund der Befunde kann der Unterschied im Glykosaminoglykan-Gehalt am ehesten auf die unterschiedliche Zellzahl zurückgeführt werden und nicht auf eine unterschiedliche Differenzierung. Dieses Ergebnis unterstreicht daher die Wichtigkeit der Oberflächengeometrie (Wachstumsfläche) von Scaffolds und die im Vergleich kleineren Effekte der Feinstruktur der Matrix.