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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Einfluss von Wachstumsfaktoren auf primäre humane Tendozyten

Meeting Abstract

  • F. Klatte - Charité-Universitätsmedizin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie,Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • C. Strobel - Charité-Universitätsmedizin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie,Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • S. Pauly - Charité-Universitätsmedizin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie,Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • M. Scheibel - Charité-Universitätsmedizin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie,Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • B. Wildemann - Charité-Universitätsmedizin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie,Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • G. Schmidmaier - Charité-Universitätsmedizin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie,Julius Wolff Institut, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocPO18-1322

DOI: 10.3205/09dkou698, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou6981

Veröffentlicht: 15. Oktober 2009

© 2009 Klatte et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Sehnenrupturen heilen unter Bildung von mechanisch geringer belastbarem Narbengewebe, welches zu schmerzhaften Bewegungseinschränkungen oder Re-Rupturen führen kann. Ursachen für die Ausbildung minderwertiger extrazellulärer Matrix im Ersatzgewebe sowie Möglichkeiten zur biologisch augmentierten Sehnenheilung wurden bislang wenig untersucht. Das Zusammenspiel zwischen Migration, Proliferation und Differenzierung umliegender Zellen in spezialisierte, Kollagen-I synthetisierende Tendozyten und verschiedener Wachstumsfaktoren scheint hierbei während der einzelnen Heilungsphasen eine maßgebliche Rolle zu spielen. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Einflüsse von Wachstumsfaktoren in verschiedenen Konzentrationen und in Kombination auf humane Tendozyten in vitro, um Strategien zur Wiederherstellung der biomechanischen und biologischen Charakteristika des verheilten Gewebes zu entwickeln.

Methodik: Aus Schultersehnen-Resektaten (Bizeps, Subscapularis) wurden Zellen enzymatisch isoliert (n=9), kultiviert (DMEM/HAM┤S F12-Medium, 10% FCS, 1% Pen/Strep), charakterisiert (u.a. durch Abgrenzung zu Chondrozyten und Osteoblasten) und anschließend mit den Faktoren BMP-2 (100, 500, 1000 ng/ml) und BMP-7 (100, 500, 1000, 2000 ng/ml) einzeln und kombiniert inkubiert. An den Tagen 0, 3 und 6 wurde die Zellaktivität (Alamar Blue Assay) bestimmt und am Tag 6 im Überstand Kollagen-I (ELISA) und Gesamtprotein (Coomassie Plus) quantifiziert. Zusätzlich wurden am Tag 6 die Expression verschiedener Sehnen-, Knochen- und Knorpelmarker (Kollagen-I bis III, Scleraxis, Osteocalcin) detektiert (real-time-PCR); Statistik: zweiseitiger Dunnett-T-Test.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: BMP-7 zeigte eine deutliche Wirkung auf die Zellen durch eine dosisabhängige Steigerung der Zellaktivität sowie der Synthese und Expression von Kollagen-I mit stärksten Effekt bei 1000ng/ml. BMP-2 hingegen bewirkte in Abhängigkeit der Konzentration zwar eine erhöhte Kollagen-I Synthese, zeigte jedoch einzeln und in Kombination mit BMP-7 hemmende Effekte auf das Zellwachstum.

Anhand der Kollagen-II und Osteocalcin Expression war erkennbar, dass die Zellen unter Einfluss der Faktoren nicht in die chondro- oder osteogene Richtung differenzierten. Die Expression von Scleraxis wurde leicht erhöht.

Die biologische Stimulation während der Sehnenheilung kann ausschlaggebend für die Bildung des ursprünglich belastbaren Gewebes sein. In der Literatur finden sich nur wenige Studien, welche die Wirkung von Wachstumsfaktoren auf humane Tendozytenkulturen untersuchen. BMP-7 konnte in den hier gezeigten Versuchen nicht nur die Vitalität, sondern auch die Kollagen-I Synthese steigern, welches entscheidend für die mechanische Stabilität des Sehnengewebes ist. Es wird angestrebt die Wirkung weiterer Faktoren (z.B. VEGF oder PDGF) zu analysieren und mit BMP-7 effektiv zu kombinieren.

Lokal applizierte Wachstumsfaktoren, etwa über beschichtetes Nahtmaterial, könnten den Heilungsprozess beschleunigen und die mechanische Stabilität der Sehnen verbessern.