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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

Eine leukozytenhaltige Fibrin-Matrix fördert osteogene Differenzierung humaner mesenchymaler Stromazellen

Meeting Abstract

  • D. Seybold - BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgie, Bochum, Germany
  • M. Köller - BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Forschung, Bochum, Germany
  • T.A. Schildhauer - BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgie, Bochum, Germany
  • G. Muhr - BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgie, Bochum, 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. DocE18-150

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dkou2007/07dkou062.shtml

Veröffentlicht: 9. Oktober 2007

© 2007 Seybold et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Multipotente mesenchymale Stromazellen (MSC) besitzen eine hohe Potenz zur Erneuerung bestimmter Gewebe. Für einen möglichen therapeutischen Einsatz im Bereich großer Knochendefekte können sie mit geeigneten Träger-Biomaterialien (z.B. poröse ß-Tricalciumphosphate) eingesetzt werden. Erste eigene klinische Erfahrungen zeigen eine optimale Handhabung in Kombination mit autologem Fibrin als Zell/Biomaterial-Trägermatrix. Ziel dieser in vitro-Studie war es, den Einfluss einer Fibrinmatrix auf die Proliferation und osteogenen Differenzierung von mesenchymalen Stromazellen zu untersuchen.

Methodik: Humane mesenchymale Stromazellen des Knochenmark (hMSC, Cambrex Bio Science, 3.-6. Passage) wurden in RPMI1640-Zellkulturmedium (10% FCS, 4mM Glutamin) in 6-Loch-Zellkulturplatten kultiviert. Plasma wurde durch Zentrifugation von Citrat-Blut freiwilliger Spender gewonnen. 5 ml Plasma und 5ml RPMI1640-Zellkulturmedium bzw. 5ml Leukozyten (Ficoll-separierte periphere mononukleäre Zellen, PBMC, 1 x 10E6/ml RPMI1640) wurden gemischt und durch Zugabe einer 10%igen Calciumchlorid-Lösung zur Koagulation gebracht (15 min Raumtemperatur). Der entstandene Fibrin-Clot bzw. Fibrin/Leukozyten-Clot wurde in gleiche Teile auf subkonfluente hMSC gelegt und zusammen weiter kultiviert (1-3 Wochen). Zellmigration wurde mittels Fluoreszenzmikroskopie (Calcein-Färbung) analysiert. Die Zellproliferation sowie alkalische Phosphatase wurden fluorophotometrisch gemessen (alamarBlue, AttoPhos). Osteogene Differenzierung wurde über Zellmineralisierung (Alizarin-Rot) sowie Freisetzung von Osteocalcin Osteoprotegerin sowie des C-terminalen Propeptids (CICP) von Typ-I Procollagen erfasst (ELISA, Metra Biosystems).

Ergebnisse: Mesenchymale Stromazellen migrieren aktiv in aufliegende Fibrin-Clots. Die Proliferation von hMSC wird durch die Anwesenheit aller Fibrin-Clots signifikant gesteigert. In der dritten Woche ist die Proliferation der Zellen in Anwesenheit von Leukozyten-haltigen Clots vermindert. Die Aktivität der alkalischen Phosphatase sowie die Freisetzung von Osteocalcin waren durch Fibrin-Clots signifikant gesteigert mit dem Maximum bei Leukozyten-haltigen Clots. Mineralisierende (Alizarin-positive) Zellen wurden nur in Anwesenheit von Leukozyten-haltigen Clots nachgewiesen. Ein Unterschied in der Freisetzung von Osteoprotegerin oder CICP war nicht zu messen.

Schlussfolgerung: Autologe Fibrimatrices eignen sind für den klinischen Einsatz, um Zellen lokal zu applizieren. Aufgrund der dreidimensionalen Struktur können weitere MSC zusätzlich in die Matrix migrieren. Die Proliferation von MSC wird durch den Fibrin-Clot gefördert. Eine osteogene Differenzierung der MSC kann durch Zugabe autologer Leukozyten in die Fibrin-Matrix gesteigert werden.