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Fragestellung: Posttraumatische Knorpelschäden können als präarthrotische Deformität zu dauerhaften Beschwerden führen. Abhilfe kann die Transplantation matrix-assoziierter Chondrocyten schaffen. In dieser Studie soll die Verwendung von Vliesstoffen auf der Basis von Polyglykolsäure (PGA) auf molekularbiologischer Ebene untersucht und die Zugabe einer Fibrinphase zum Vliesstoff evaluiert werden.

Methodik: Humane Chondrocyten wurden von Hüftköpfen isoliert und in OPTIProSF-Medium serumfrei unter Substitution spezifischer Wachstumsfaktoren für 2 Passagen (18 d) expandiert. Anschließend wurden Vliesstoffe aus PGA91 (ITV Denkendorf, 250µm Poren) mit Zellen allein oder Zellen in einer Fibrinphase besiedelt und für 7 und 14 Tage in vitro kultiviert. Zunächst wurden die Auswirkungen der Fibrinkomponente auf Zellviabilität, DNA-Gehalt und Kultur-pH-Wert untersucht. Weiterhin wurden die Konstrukte histologisch und immunhistologisch inclusive konfokaler Laser-Mikroskopie verglichen und die Überstände mit einem Aggrecan-ELISA analysiert. Mittels real time PCR wurde nach 7 und 14 Tagen die mRNA-Expression von Kollagen Typ I und II und von Aggrecan bestimmt.

Ergebnisse: Alle Konstrukte enthielten über den untersuchten Zeitraum viable, metabolisch aktive Zellen, eine Zellproliferation innerhalb des Knorpelgrafts nach Besiedlung fand nicht mehr statt. Der in den Fibrinkonstrukten sogar vermehrt abnehmende DNA-Gehalt wies nach der Proliferationsphase im Monolayer auf eine Induktion der Differenzierung in der 3-dimensionalen Matrix hin. Der pH-Wert war im Untersuchungszeitraum weitgehend physiologisch konstant, das Medium der Fibrinkonstrukte war leicht basischer. Mittels Alcian-Blau-Färbung ließ sich die Proteoglycanproduktion sowie eine gleichmäßige Zellverteilung in allen Konstrukten nachweisen. Der spezifische und quantitativ auswertbare Aggrecan-ELISA zeigte eine signifikant geringere Aggrecananreicherung im Überstand der Fibrinkonstrukte (-24%), was mit den mRNA-Expressionsdaten korrelierte (-80%). Die mRNA-Expression von Kollagen Typ II war in den fibrinfreien Konstrukten im Kulturverlauf ansteigend und um 57% höher als in den Fibrinkonstrukten. Allerdings konnte der spezifische Knorpelphänotyp durch den immunhistologischen Nachweis von Kollagen Typ II in allen Konstrukten bestätigt werden. Die mRNA von Kollagen Typ I wies keine Veränderungen im untersuchten Zeitraum und keine Abhängigkeit von der Graftkomposition auf.

Schlussfolgerung: Knorpelkonstrukte auf der Basis von Vliesstoffen sind aus zellbiologischer Sicht zum Einsatz für die matrixassoziierte Chondrocytenimplantation (MACI) geeignet. Allerdings scheint die zusätzliche Fibrinkomponente einen negativen Effekt, auf die chondrogene Differenzierung zu haben.