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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

Kultivierung und Expansion von Meniskuszellen auf porösen bovinen Kollagen-Typ I Scaffolds unter GMP-Bedingungen

Meeting Abstract

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  • O. Kessler - Othobiologics group, Stryker, Zürich- Männedorf, Switzerland
  • C. Falco - Research and Development, Cellgenix Technologie Transfer GmbH, Freiburg, Germany
  • A. Thomsen - Research and Development, Cellgenix Technologie Transfer GmbH, Freiburg, Germany
  • S. Thoma - Research and Development, Cellgenix Technologie Transfer GmbH, Freiburg, 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.1.5-1493

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0037.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Kessler et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Die in vitro Kultivierung von Meniskuszellen auf biokompatiblen Scaffolds stellt einen möglichen Weg für das Tissue Engineering da. Bisher wurden diese Ansätze nach unserer Kenntnis noch nicht unter GMP-Bedingungen getestet.

Methode: Biopsate (Gewicht 1.16 ± 0.37 g) von 8 Patienten (Alter: 52,7 ± 11,6 Jahre) nach Teilmenisektomie wurden enzymatisch mit 0,1% Kollagenase verdaut (16 ± 4 h bei 37°C). Dabei konnten 2,0x105 ± 1,5x105 Zellen mit einer Vitalität von 91,7 ± 4,2% isoliert werden. Um ausreichende Zellzahlen für die Besiedelung der Kollagen-Typ I Scaffolds zu erhalten, wurden die Meniskuszellen mit einer initialen Zellzahl von 2.500 ± 500/cm2 in serumfreien Medium (CellGro Chondro-Medium; CellGenix) mit 10% gepooltem humanen Serum (ersetzt autologes Serum) unter Standardbedingungen kultiviert (37°C, 5% CO2,). Innerhalb von 2 bis 3 Passagen wurden ausreichende Zellzahlen von 1,2x107 bis 4,4x108 erzielt. Alle Kultivierungsschritte wurden unter GMP-Bedingungen durchgeführt. Die expandierten Meniskuszellen wurden durchflusszytometrisch bzgl. Antigen-Expression (CD25, CD29, CD31, CD34, CD44, CD95, CD105, AS02, Aggrekan, Kollagen Typ II) nach Monolayer- und Alginatbead-Kultur charakterisiert. Danach wurden die Meniskuszellen mit unterschiedlicher Zelldichte (1x104/cm2, 2x104/cm2, 1x106/cm2) auf bovine Kollagen-Typ I Scaffolds mit unterschiedlicher Porengrösse und Elastizität (100µm, 220µm) ausgesät. Nach der Besiedelung wurde die Meniskuszellen zu unterschiedlichen Zeitpunkten (Tag 0, 6, 10, 14) mit Lebend/Tot-Färbung mit Fluorescein Diacetat (FDA)/Propidiumjodid (PI)-Färbung und histologisch bzgl. Wachstum, Migrationsverhalten und Verteilung im Scaffold analysiert.

Ergebnisse: Ausgehend von 2,0x105 ± 1,5x105 Meniskuszellen konnten in der 2-dimensionalen Monolayer-Kultur nach Passage 1, 2 und 3 folgende Zellzahlen erzielt werden: 2,7x106 ± 1,9x 106, 2,5x107 ± 2,0x107 und 1,1x108 ± 1,7x108. Nach Passage 3 war die Zellzahl ausreichend, um die Scaffolds mit unterschiedlichen Zellkonzentrationen zu besiedeln. Die Antigen-Expression der Meniskuszellen nach Monolayer-Kultur war negativ für CD25, CD29, CD31, CD34 und positiv für CD44, CD95 und AS02. Expression von Aggrekan und Kollagen-Typ II war nur nach 3-dimensionaler Alginatbead-Kultur, nicht jedoch nach Monolayer-Kultur nachweisbar. Die Besiedelung mit 1x104/cm2, 2x104/cm2 Meniskuszellen führte lediglich zu einer oberflächlichen Besiedelung der Scaffolds. Dies war unabhängig von der Porengröße (100 µm, 220 µm). Nur die Besiedelung mit 1x106/cm2 Meniskuszellen führte zu einer homogenen Zellverteilung, sowohl bei den Scaffolds der Porengröße 100 µm als auch der mit Porengröße 220 µm.

Diskussion: Die homogene Besiedelung von Kollagen-Typ I Scaffolds unter GMP-Bedingungen und der Verwendung von serumfreien Medium ist durchführbar. Entscheidend hierfür scheint eine auseichende Zellkonzentration zu sein.