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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

Einfluss von Zelldichte und mechanischer Belastung auf die Vitalität humaner Knochenmarkstammzellen in einer Fibrin-DMEM-Matrix

Meeting Abstract

  • J. Tuischer - Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • M. Höft - Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • G. Matziolis - Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • G. Kaspar - Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • G. Duda - Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
  • C. Perka - Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany

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.1.3-1032

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0022.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Tuischer et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: In der vorliegenden Studie sollte untersucht werden, in wieweit eine Fibrin-DMEM-Matrix für den Einsatz im funktionellen Tissue-Engineering geeignet ist. Wir haben daher den Einfluss von Zelldichte, Fibrinkonzentration sowie mechanischer Belastung auf die Zellvitalität von Knochenmarkstammzellen(KM-MSC) und den Sauerstoffpartialdruck in Fibrin-DMEM-Matrizes gemessen.

Methodik: Es wurden je n = 3 Fibrin/D-MEM Matrizes (700 µl, 15mm Durchmesser) unterschiedlicher Fibrin- und Zellkonzentrationen hergestellt (0,25–4x106 Zellen). Es erfolgte die Untersuchung der Zellvitalität (CellTiter 96® AQueous Test, Promega) in den Matrizes, jeweils mit und ohne mechanische Belastung (2,5 kPa bei 0,5 Hz, max. 9 Tage, 24 Stunden/Tag). Weiterhin wurde der relative Sauerstoffpartialdruck in den Konstrukten gemessen (Revoxode, GSM).

Ergebnisse: Bis zu einer Zelldichte von 1430 Zellen/µl-Matrix, zeigte sich mit steigender Zellzahl eine linear ansteigende Konstrukt-Gesamtvitalität. Bei unterschiedlichen Fibrinkonzentrationen fanden sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Matrizes in Bezug auf die Zellvitalität oder den Sauerstoffpartialdruck. Weiterhin zeigten mechanische belastete Konstrukte und Kontrollen auch nach 9 Tagen Belastung nahezu identische Werte im Vitalitätstest.

Diskussion: Aus unseren Ergebnissen schlussfolgern wir, dass sich KM-MSC erfolgreich in einer Fibrin/DMEM Matrix kultivieren lassen. Ab ca. 1400 Z/µl führte eine Steigerung der Zellzahl nicht mehr zu einem linearen Anstieg im Vitalitätstest, was als Zeichen eines Nährstoffmangels gewertet wurde. Beim klinischen Einsatz sollte demzufolge diese Zellkonzentration nicht überschritten werden. Die Fibrinkonzentration der Matrix scheint einen geringen Einfluss auf den Stoffwechsel von KM-MSC zu besitzen. Es könnten somit, je nach Erfordernissen, verschiedene Fibrinkonzentration ohne nachteiligen Effekt auf die Zellen eingesetzt werden. Die nahezu identische Zellvitalität von mechanisch belasteten und unbelasteten Zellen spricht aus unserer Sicht für die Möglichkeit, die Fibrin-DMEM-Matrix beim funktionellen Tissue-Engineering einzusetzen.