gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und
47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

02. - 06.10.2006, Berlin

Integration von Chondrozyten-Agarosekonstrukten in einem bovinen in vitro Knorpeldefekt-Modell

Meeting Abstract

Suche in Medline nach

  • L. Rackwitz - Cartilage Biology and Orthopaedics Branch, NIAMS, National Institutes of Health, DHHS, Bethesda, Maryland, United States of America
  • R.L. Mauck - Cartilage Biology and Orthopaedics Branch, NIAMS, National Institutes of Health, DHHS, Bethesda, Maryland, United States of America
  • B.A. Byers - Cartilage Biology and Orthopaedics Branch, NIAMS, National Institutes of Health, DHHS, Bethesda, Maryland, United States of America
  • R.S. Tuan - Cartilage Biology and Orthopaedics Branch, NIAMS, National Institutes of Health, DHHS, Bethesda, Maryland, United States of America

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 02.-06.10.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. DocE.1.2-1650

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0013.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Rackwitz et al.
Dieser Artikel ist ein Open Access-Artikel und steht unter den Creative Commons Lizenzbedingungen (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.de). Er darf vervielf&aauml;ltigt, verbreitet und &oauml;ffentlich zug&aauml;nglich gemacht werden, vorausgesetzt dass Autor und Quelle genannt werden.


Gliederung

Text

Fragestellung: Die Integration von in vitro hergestellten Knorpeltransplantaten nimmt eine Schlüsselrolle im Rahmen matrix-basierter Verfahren der autologen Chondrozytentransplantation (ACT) ein und wird durch das Interface zwischen Transplantat und dem nativen Gelenkknorpel bedingt. Ein minderwertiges Knorpel-Transplantat Interface kann zu einer pathologischen Belastungsverteilung im Gelenk und langfristig zu einer fortschreitenden Knorpeldegeneration führen. In der vorliegenden Studie haben wir die Integration nicht-/maturierter Chondrozyten-Agarosekonstrukte in nativen bovinen Gelenkknorpel in vitro unter verschiedenen Kulturbedingungen untersucht.

Methodik: Knorpelzylinder (Ø8mm) wurden aus dem Bereich der Femurkondylen von Kälbern gewonnen, auf eine Höhe von 2,25 mm zurecht geschnitten und ein zentraler “Knorpeldefekt” (Ø4mm) ausgestanzt. Bovine Chondrozyten wurden aus Knorpel der Carpometacarpalgelenke durch Pronase/Kollagenase-Verdau gewonnen, mit einer Konzentration von 20x106 Zellen/ml in 2%iger Agarose resuspensiert und zwischen zwei parallelen Glasplatten (Abstand 2,25mm) ausgeliert. Anschließend wurden Agarose-Konstrukte (?4,1mm) ausgestanzt und entweder unmittelbar in den nativen Knorpelring “press-fit” implantiert oder für 28 Tage unter folgenden Bedingungen vorkultiviert und anschließend implantiert.

1. Basal Medium (BM): hgDMEM, 10% FBS, 1% Pen./Strep.

2. Chondrogenes Medium- (CM-): hgDMEM, 1% Pen./Strep., 0.1 mM Dexamethason, 50 mg/ml Askorbat, 40mg/ml L-Prolin, 100 mg/ml Pyruvat, 1% ITS+

3. Chondrogenes Medium+ (CM+): CM- substituiert mit TGFbeta-3 (10ng/ml) Hybridkonstrukte der jeweiligen Gruppen wurden jeweils in BM, CM- und CM+ bis zu 84 Tagen kultiviert. Am 28., 56. und 84. Tag nach Implantation wurde die Integration des Implantates durch “push-out” Tests quantifiziert, hierzu wurde der vertikale Kraftaufwand, der zur Ruptur des Interfaces führt, gemessen (EnduraTec Elf 3200). Zusätzlich wurde der s-Glukosaminoglykan-, Gesamtkollagen-, DNA-Gehalt und das kompressive Young’s Modulus der Implantate bestimmt (5/Gruppe/Zeitpunkt).

Ergebnisse: Die Maturierung der Chondrozyten-Agarosekonstrukte, unter Einfluss von CM+, vor Implantation führte zu signifikant besseren mechanischen Eigenschaften mit höheren sGAG-, Kollagen- und DNA-Gehalt zum Zeitpunkt der Implantation und einer signifikant gesteigerten Integration in den nativen Knorpel im Vergleich zu nicht-maturierten Konstrukten zu allen gemessenen Zeitpunkten und Kulturbedingungen nach Implantation. Innerhalb der jeweiligen Gruppen konnte, im Vergleich zu BM/CM- die stärkste Integration unter CDM+ nachgewiesen werden.

Schlussfolgerung: Diese Daten, gesteigerte Integration maturierter Implantate und der Einfluss anaboler Faktoren nach Implantation, können zur Optimierung matrix-basierter Strategien der ACT beitragen. Die dezidierte Bedeutung der Zelldichte bzw. bereits gebildeter Extrazellularmatrix zum Zeitpunkt der Implantation wird zur Zeit in weiteren Studien untersucht.