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Fragestellung: Die autologe Transplantation von Chondrocyten in resorbierbaren Polymervliesen ist eine viel versprechende Methode zur Behandlung von Knorpeldefekten. Zwei mit humanen Chondrocyten besiedelte Scaffolds aus resorbierbaren Polymeren mit gleichem Filamentdurchmesser und mittlerer Porengröße wurden im Hinblick auf den klinischen Einsatz im Knorpel Tissue Engineering in einer Langzeituntersuchung im Tiermodell charakterisiert.

Methodik: PGA (Polyglykolsäure) und LG90/10 (eine Copolymer aus L-Lactid und Glycolid im Verhältnis 90/10), wurden mit gepoolten humanen Chondrocyten besiedelt, nachdem diese vorher für zwei Passagen serumfrei im Monolayer expandiert wurden. Es folgte eine 14-tägige in vitro Vorkultivierung dieser Zell-Polymer-Konstrukte und eine anschließende subcutane Transplantation in athymische Nacktmäuse. Die Explantation erfolgte nach 6 und 12 Wochen. Mittels real time RT-PCR wurde die Expression verschiedener chondrocytenspezischer Gene analysiert. Die Grafts wurden weiterhin mittels konventioneller Histologie und Immunhistologie evaluiert. Die biomechanischen Eigenschaften wurden mittels confined compression-Test untersucht.

Ergebnisse: Bei nahezu gleicher Anzahl ädherenter Chondrocyten auf den verschiedenen Vliesstoffen konnte in der 14-tägigen in vitro Vorkultivierung bereits eine signifikant erhöhte Aggrecan Produktion im PGA Konstrukt gemessen werden. Die Kollagen Typ II - Expression war im PGA-Vlies nach 6 und 12 Wochen 16-fach bzw. 6-fach höher als im LG90/10 Konstrukt. Eine Reduktion des Kollagen Typ I und ein Anstieg der Kollagen Typ X und der COMP Genexpression konnte bei beiden Scaffolds zu den gemessenen Zeitpunkten nachgewiesen werden. Die Aggrecan - Expression war in beiden Konstrukten im Verlauf minimal verringert.

Die morphologischen Analysen der PGA Konstrukte zeigte, dass die Fasern nach 6 Wochen bereits fast vollständig aufgelöst waren und sich Chondron-ähnliche Strukturen ausgebildet hatten.

Im Gegensatz dazu waren die Fasern im LG90/10 Vlies in einer diffusen unregelmäßigen Matrix eingebettet und nach 12 Wochen noch deutlich zu erkennen. Die positive Anti-Vimentin Färbung diente als Nachweis der humanspezifischen Zellen in beiden Gruppen. In den übrigen histologischen Färbungen (Alcian blau, Kollagen I und II) überwogen im PGA Konstrukt die knorpelspezifischen Proteine korrelierend mit den RNA-Daten. In der Biomechanik konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Konstrukten festgestellt werden, die hydraulische Permeabilität war im Verlauf fallend, die Knorpelfestigkeit (Aggregate modulus) ansteigend.

Schlussfolgerung: Durch eine schnelle Degradation des Vliesstoffes bei einer sich gleichzeitig bildenden biomechanisch stabilen und morphologisch knorpelähnlichen und -spezifischen Matrix durch passagierte Chondrocyten werden grundlegende Voraussetzungen für den klinischen Einsatz der Polyglykolsäure (PGA) im Tissue Engineering von Knorpel erfüllt.