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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

24. - 27.10.2007, Berlin

Ergebnisse der Stimulation eines zellbesiedelten, osteochondralen Konstrukts in einem Bioreaktor

Meeting Abstract

  • C. Haasper - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • M. Colditz - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • L. Kirsch - Medizinische Hochschule Hannover, Labor für Biomechanik und Experimentelle Orthopädie, Hannover, Germany
  • J. Zeichen - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany
  • C. Hurschler - Medizinische Hochschule Hannover, Labor für Biomechanik und Experimentelle Orthopädie, Hannover, Germany
  • M. Jagodzinski - Medizinische Hochschule Hannover, Unfallchirurgische Klinik, Hannover, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 71. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 93. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 48. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 24.-27.10.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. DocE16-741

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou055.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Haasper et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Knorpel und Knochen Degeneration sind ein großes volkswirtschaftliches Problem. Klinisch applizierbare Strategien zum Ersatz dieser Gewebe sind daher für die regenerative Medizin von großem Interesse. Eine homogene Zellverteilung und ausreichende Primärstabilität des Konstruktes sind wünschenswert für das osteochondralen Transplantat. Das Ziel dieser experimentellen Studie war es, eine Strategie zur ex vivo Züchtung zu etablieren, die der biologischen Realität bei der Ausbildung von Knorpel näher kommt.

Methodik: Humane stromale Zellen aus dem Knochenmark (hBMSCs) des Beckenkamms wurden während unfallchirurgischen Eingriffen gewonnen. Die Zellen sind isoliert, passagiert und anschließend in eine biologische Hybridmatrix (CaReS Gel, Arthrokinetics, Esslingen, Germany und Tutobone, Tutogen Medical GmbH, Neunkirchen a. Br., Germany) mit einer Konzentration 10E6 Zellen pro Milliliter transferiert worden. Druck- und Zugkräfte wurden in einer speziell entwickelten Glasapparatur für 24 h auf das Konstrukt ausgeübt. Diese sind dann unterschiedlichen Stressprotokollen in einem Bioreaktor für bis zu 28 Tage ausgesetzt worden (statisch, hydrostatisch und mechanisch).

Die Effekte wurden quantitativ und qualitativ an Tag 7, 14, 21 und 28 mittels Lichtmikroskopie, Nasschemie (GAG, DNA) und einer biomechanischen Testmaschine (constraint compression) evaluiert.

Ergebnisse: Histologisch zeigte sich eine homogene und vitale Zellverteilung (Live/Dead Assay: >90% vitale Zellen). Die initiale Kompression erhöhte signifikant die Primärstabilität wie die mechanischen Tests bewiesen. Die Proliferation und Konstruktstabilität wurde durch den hydrostatischen und mechanischen Stress nach dem siebten Tag weiter verbessert (Steifigkeitszunahme >100%).

Schlussfolgerungen: Die Integration eines kombinierten mechanischen und hydrostatischen Stimulationsprotokolls kann zu Vorteilen der strukturellen und biomechanischen Eigenschaften eines osteochondralen Konstruktes, erzeugt mit Methoden der regenerativen Medizin, führen. Dieser Ansatz zeigt neue Möglichkeiten zum Management der Folgen von Gelenkverletzungen und degenerativen Erkrankungen auf. Das ideale Protokoll ist bisher nicht etabliert. Weiterhin muss geklärt werden, ob eine hyalinartige Chondrogenese oder chondrogene Ossifikation beobachtet wird.