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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

Herstellung eines osteogenen Polycaprolacton-Stammzell-Hydrogel Konstruktes für die Rekonstruktion segmentaler Knochendefekte

Meeting Abstract

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  • J. Reichert - Sektion Tissue Engineering, Universität Würzburg, Würzburg, Germany
  • A. Heymer - Sektion Tissue Engineering, Universität Würzburg, Würzburg, Germany
  • M. Weber - Sektion Tissue Engineering, Universität Würzburg, Würzburg, Germany
  • U. Nöth - Sektion Tissue Engineering, Universität Würzburg, Würzburg, 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. DocP.1.1-1250

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0200.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Reichert et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Einen viel versprechenden Ansatz für die Rekonstruktion segmentaler ossärer Defekte bietet das Einbringen eines mit humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSZ) besiedelten ε-Polycaprolacton (PCL)-Scaffolds in den knöchernen Defekt. Durch Verwendung eines Kollagen-Typ-I-Hydrogels (Ars Arthro AG, Esslingen) können die hMSZ homogen im Scaffold verteilt werden.

Methoden: Humane mesenchymale Stammzellen, isoliert aus dem Knochenmark, wurden nach Expansion in einer Konzentration von 7,5x105 Zellen/ml Gel in Kollagen-Typ-I-Hydrogele eingebracht. In einem speziellen Differenzierungsmedium mit 50 µg/ml Ascorbat, 10 mM β-Glycerophosphat, 10-8 M Dexamethason und 30 ng/ml BMP-2 wurde die osteogene Differenzierung über 42 Tage induziert. Als Kontrolle dienten mit DMEM/F-12 und 10% FCS kultivierte hMSZ-Gele gleicher Zelldichte. Die Gele wurden anschließend histologisch und mittels RT-PCR aufgearbeitet. Unter Verwendung von hMSZ, Kollagen-Typ-I-Hydrogel und einem mit Rapid Prototyping hergestellten ε-Polycaprolacton-Scaffold (Dr. Schantz/Dr. Hutmacher, Singapur) wurde in vitro ein Konstrukt zum segmentalen Knochenersatz beim Kaninchen hergestellt.

Ergebnisse: Unter dem Einfluss von osteogenem Differenzierungsmedium wiesen die Zellen einen positiven Färbenachweis in der Alizarin-Rot-Färbung und ein überwiegend osteogenes Gen-Expressionsmuster (Kollagen Typ I, ALP, Osteokalzin, CBFA-1) auf. Durch die Kombination eines mittels Fused Deposition Modelling (FDM) hergestellten PCL-Scaffolds mit Kollagen-Typ-I-Hydrogel und hMSZ konnte so ein Konstrukt zur Regeneration segmentaler Knochendefekte hergestellt werden. Zellen kultiviert in DMEM/F-12 und 10% FCS zeigten teilweise eine spontane Differenzierung in Chondrozyten-ähnliche Zellen, jedoch ohne Nachweis chondrogener oder osteogener Markergene.

Schlussfolgerung: HMSZ, kultiviert in Kollagen-Typ-I-Hydrogelen, können unter Einfluss entsprechender Wachstumsfaktoren osteogene, mineralisierte Matrix bilden. Durch Suspension von Zellen im Kollagen-Typ-I-Hydrogel kann eine optimale Verteilung mit homogener Auffüllung der Zwischenräume im Scaffold erzielt werden.