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Charakterisierung eines degradierbaren synthetischen Zellträgers für das Tissue Engineering von Bandgewebe
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Autoren
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H. Schlenker
- Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm, Ulm, Germany
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L. Heckmann
- Sektion Biochemie der Gelenks- und Bindegewebserkrankungen, Orthopädische Universitätsklinik Ulm, Ulm, Germany
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M. Dauner
- Abt. Biomaterialien, Institut für Textil- und Verfahrenstechnik, Denkendorf, Germany
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R. Brenner
- Sektion Biochemie der Gelenks- und Bindegewebserkrankungen, Orthopädische Universitätsklinik Ulm, Ulm, Germany
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L. Claes
- Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm, Ulm, Germany
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A. Ignatius
- Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Universität Ulm, Ulm, Germany
| Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Zur Rekonstruktion des vorderen Kreuzbandes wird meist patienteneigenes Sehnen- oder Bandgewebe verwendet. Ein Nachteil der Methode ist die Morbidität am Entnahmeort. Das Tissue Engineering von Bandgewebe könnte eine alternative Therapieform darstellen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, neue texturierte Zellträger aus Polylactid für das Tissue Engineering von Bändern in vitro mit humanen mesenchymalen Progenitorzellen zu untersuchen.
Methode: Die Zellträger aus texturierten Poly(L-lactid)-Fasern wurden mit mesenchymalen Vorläuferzellen (hMPC) besiedelt. Die hMPC wurden über Dichtegradient und Plastikadhärenz aus humanem Knochenmark isoliert, bis zur Passage 3 expandiert und auf den Scaffolds ausgesät. Nach 3 und 15 Tagen Kultivierung in DMEM mit 10% FCS wurde die mRNA Expression von Kollagen Typ I und III, Fibronectin, Tenascin C, Smooth Muscle Actin, Decorin und matrixumbauenden Enzymen (Matrixmetalloproteinase MMP-1, -2 und deren Inhibitoren TIMP-1 und -2) mittels real-time-RT-PCR analysiert. Besiedlung, Viabilität, und Zellmorphologie wurden histologisch, mittels TUNEL-Färbung, immunhistologisch und rasterelektronenmikroskopisch untersucht.
Ergebnisse: Die Zellträger konnten gleichmäßig mit hMPC besiedelt werden. Die Zellen waren über 15 Tage hinweg vital. Sie adhärierten gut an den Poly(L-lactid)-Fasern, umhüllten diese und überbrückten Faserzwischenräume über mehr als 100 µm. Nach l5 Tagen konnten an der Oberfläche der Faserkonstrukte folienartige Zellansammlungen gefunden werden. Immunhistologisch und mit RT-PCR konnten die stabile Expression von typischen Genen der extrazellulären Bandmatrix nachgewiesen werden.
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigten die Eignung der Scaffolds als Zellträgermaterialien für das Tissue Engineering. Die hMPC adhärierten gut auf den Zellträgern und konnten über 15 Tage hinweg vital kultiviert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die hMPC auf den Scaffolds bandtypische Proteine exprimierten. In weiterführenden Arbeiten soll die Oberfläche der Scaffolds mit spezifischen Proteinen funktionalisiert werden, um die Zelldifferenzierung in die fibroblastäre Richtung zu optimieren.
Danksagung: Die Studie wurde durch das Kompetenznetz Biomaterialien (Landesstiftung Baden-Württemberg) gefördert.
