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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

25. - 28.10.2011, Berlin

Unterschiedliche Calciumkonzentrationen beeinflussen die Eigenschaften von Plasmaclots für den Zelltransfer

Meeting Abstract

  • J. Geßmann - BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
  • D. Seybold - BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
  • T. Schildhauer - BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
  • M. Köller - BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Klinik, Chirurgische Forschung, Bochum, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 75. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 97. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 52. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 25.-28.10.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. DocGR21-526

DOI: 10.3205/11dkou532, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou5327

Veröffentlicht: 18. Oktober 2011

© 2011 Geßmann et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Multipotente mesenchymale Stromazellen (MSC) besitzen eine hohe Potenz zur Erneuerung von 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 einem autologen Plasmaclot als Zell/Biomaterial-Trägermatrix. Ziel dieser in vitro-Studie war es, den Einfluss unterschiedlicher Calciumkonzentrationen bei der Herstellung einer Plasmaclotmatrix auf die Fibrin-Polymerisierung, Viskosität, Stabilität und Viabilität eingebetteter Stammzellen zu untersuchen.

Methodik: Zwei unterschiedliche Plasmen wurden durch Zentrifugation (thrombozytenhaltig P1: 700 xg 8 min, thrombozytenfrei P2: 2000 xg 45 min) aus Citrat-Blut freiwilliger Spender gewonnen. Plasma und RPMI1640-Zellkulturmedium wurden 1:1 (v/v) gemischt und durch Zugabe von 10-100 mM Calciumchlorid-Lösung zur Koagulation gebracht (90 min Zellkulturschrank). Zusätzlich wurden Plasmaclots mit eingebetteten mesenchymalen Stammzellen hergestellt (5x105/ml Clotmix). Die Plasmaclot-Viskosität des flüssigen Clotanteils wurde mit einem Plasmadiffusionsassay und die Stabilität biomechanisch mit einem Clotperforations-Verfahren überprüft. Über REM-Aufnahmen wurde die Fibrinfaserdicke in fünf vorgegebenen Flächen ausgemessen. Die Zellviabilität und Proliferation der eingebetteten Stammzellen wurden mittels Fluoreszenzmikroskopie (Calcein-AM/PI Färbung) analysiert. Nach enzymatischer Auflösung der Plasmaclots mit Trypsin (0,25%) wurden die Zellen nach zwei Waschschritten für 1 Woche kultiviert (12-Loch-Platte) und abschließend die Zellmorphologie nach Pappenheimfärbung lichtmikroskopisch beurteilt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Diffusion von flüssigem Plasma in Filterpapierstreifen war für P1-Clots in Kombination mit 10-60 mM Calcium 21-29 mm und mit 70-100 mM Calcium 61-76 mm. P2-Clots mit 10-60 mM Calcium erreichten eine Diffusionsstrecke von 24-26 mm und mit 70-100 mM Calcium 29-32 mm. Die Anwesenheit von Thrombozyten im Clot (P1) führte zu einer höheren Clot-Stabilität. Diese Ergebnisse korrelierten mit dem makroskopischen Erscheinungsbild der Clots. Beim Clotperforationstest zeigten P1- (0,27-0,20N) und P2-Clots (0,23-0,17N) mit 40-60 mM Calcium eine optimale Festigkeit. Zellviabilität und Zellproliferation eingebetteter MSCs waren bei P1- und P2-Clots ab 70-100 mM Calcium signifikant reduziert. Diese Ergebnisse belegen die Eignung von Plasmaclots, hergestellt aus Citratblut, für einen Zelltransfer nach Zugabe von 40-50 mM Calciumchlorid. Diese Clot-Zusammensetzungen (sowohl P1 als auch P2) kombinieren die optimale Handhabbarkeit und Stabilität mit guter Zellviabilität.