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In vitro Untersuchung von Schafmeniskuszellen auf zwei unterschiedlichen Biomaterialien aus Hyaluronsäureester und Poly-e-caprolacton
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Autoren
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U. Koller
- Universitätsklinik für Orthopädie, Medizinische Universität Wien, Wien, Austria
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C. Chiari-Grisar
- Universitätsklinik für Orthopädie, Medizinische Universität Wien, Wien, Austria
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B. Kapeller
- Besondere Einrichtung für Biomedizinische Forschung, Medizinische Universität Wien, Wien, Austria
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L. Ambrosio
- Universität Neapel, IMCB-CNR, Neapel, Italy
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R. Kotz
- Universitätsklinik für Orthopädie, Medizinische Universität Wien, Wien, Austria
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S. Nehrer
- Universitätsklinik für Orthopädie, Medizinische Universität Wien, Wien, Austria
| Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Das Verhalten von Schaf Meniskuszellen auf zwei unterschiedlichen Matrices wurde in vitro untersucht, um erste Erkenntnisse über die Eignung des Konstrukts als Meniskusersatz zu gewinnen.
Methoden: Die dreidimensionalen Biomaterialien BF-1 und BF-1 CO-PET bestehen aus 30% Hyaluronsäureester und 70% Poly-ε-caprolacton und weisen eine Porengröße zwischen 150µm und 200µm auf. Das BF-1 CO-PET ist zusätzlich durch Polyethylenfasern verstärkt. Aus jedem Material wurden 47 Zylinder (6mm Durchmesser/5mm Höhe) gestanzt und jeder Zylinder mit 2 Millionen Zellen besiedelt. Die Proben wurden nach 12 Stunden, 7, 14, 21 und 28 Tagen entnommen. Zu jedem Zeitpunkt erfolgten histologische (morphologische Zuordnung der Zellen in die Kategorien rund, elongiert oder indifferent) und immunhistochemische (Kollagen I und II) Untersuchungen, sowie die biochemische Bestimmung des GAG und DNA Gehaltes. Kollagen I und II wurde mittels PCR analysiert.
Ergebnisse: Auf dem BF-1 Biomaterial hatten die Zellen zum 12 Stunden Zeitpunkt eine runde Form (67,4%±3,7), nach 28 Tagen war jedoch eine indifferente Morphologie (77,3% ±11,6) vorherrschend. Ein ähnliches Verhalten zeigte sich auf dem BF-1 CO-PET bis zum Tag 14 (rund 1,2%±0,9; indifferent 84,7%±1,2), wobei es zwischen Tag 14 und 28 zu einer neuerlichen Zunahme der runden Morphologie (21,1%±1) kam. Die Ergebnisse der RT(reverse Transkriptase)-PCR liessen, was die Kollagen I mRNA Expression betrifft, auf beiden Biomaterialien keinen eindeutigen Trend erkennen. Die Collagen II mRNA Expression zeigte auf dem BF-1 einen kontinuierlichen Abfall bis zum Tag 28. Auf dem BF-1 CO-PET fiel die Kollagen II mRNA Expression bis zum Tag 14 und nahm bis zum Tag 28 wieder zu. Immunhistochemisch waren Kollagen II Färbungen zu allen Zeitpunkten positiv, Kollagen I negativ. Die biochemische Analyse einen signifikanten Anstieg der GAG Produktion auf beiden Materialien ( BF-1 CO-PET p<0,01; BF-1 p<0,05). Auf dem BF-1 CO-PET wurde ein achtfacher Anstieg des GAG Gehaltes gemessen.
Schlussfolgerungen: Es konnte gezeigt werden, dass Schafmeniskuszellen auf beiden Biomaterialien über 4 Wochen kultiviert werden können. Das BF-1 CO-PET zeigte jedoch überlegene Eigenschaften gegenüber dem BF-1 Material hinsichtlich der Expression eines chondrozytären Phänotyps. Dies konnte in allen angewendeten Analyseverfahren – rundere Zellmorphologie, Anstieg der Kollagen II mRNA Expression und 8-fache Erhöhung der GAG Produktion – gezeigt werden.
