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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

Kultivierung von humanen Chondrozyten in bio-aktiviertem sPEG-PLGA Faserkonstrukt

Meeting Abstract

  • B. Schmidt-Rohlfing - Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Schwerpunkt Unfallchirurgie, Aachen, Germany
  • R. Pfeifer - RWTH Aachen, Unfallchirurgie, Aachen, Germany
  • J. Groll - Universität Würzburg, Muskuloskelettales Zentrum - Funktionswerkstoffe der Medizin, Würzburg, Germany
  • K. Gavenis - Universitätsklinikum der RWTH Aachen, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Aachen, 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. DocPO14-724

DOI: 10.3205/11dkou608, URN: urn:nbn:de:0183-11dkou6080

Veröffentlicht: 18. Oktober 2011

© 2011 Schmidt-Rohlfing et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Ziel dieser Pilotstudie war es, das Kultivierungsverhalten und insbesondere das Expressionsverhalten von humanen Chondrozyten in einem neuartigen Matrix Konstrukt zu überprüfen.

Methodik: Die Chondrozyten wurden aus dem Knorpelgewebe von Patienten (N=6) gewonnen, die sich einem endoprothetischen Kniegelenksersatz unterzogen. Hierzu wurde das gewonnene Gewebe einem standardisierten Verdau unterzogen. Sechs verschiedene Peptidsequenzen, die sich in humanem hyalinem Knorpel finden und spezifische Kontaktstellen für Chondrozyten darstellen, wurden zunächst an das sPEG-PLGA (star-Polyethylenglycol-Polylactidglycolicacid) Faserkonstrukt kovalent gebunden. Die 2 cm² der bio-aktivierten Konstrukte wurden mit humanen artikulären Chondrozyten in definierter Konzentration (2x10e5 Zellen/ml) gemischt und mit 1 ml Kollagen Typ-I Gel (Fa. Amedrix, Esslingen) versetzt. Als Kontrollgruppe wurden zellbesiedelte Proben mitgeführt, in die keine bio-aktivierten Faserkonstrukte eingebracht worden waren. Die Kultivierung wurde unter standardisierten Bedingungen durchgeführt (5% CO2, 37°C, feuchte Atmosphäre); die Kultivierungsdauer lag bei 14 Tagen. Anschließend erfolgte die histologische, immunhistochemische und molekularbiologische Aufarbeitung der Proben zum Nachweis von Col-II, Aggrecan bzw. zur Veränderung des Expressionsverhaltens; die Zellproliferation wurde durch Nachweis des Ki-67 Proteins bestimmt. Die histologische Quantifizierung des Col-II Proteins erfolgte computergestützt durch Auszählung der positiven Pixel.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Hinsichtlich der Zellzahlen konnten zwischen der Kontrollgruppe und den Behandlungsgruppen keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Die Quantifizierung des gebildeten Col-II Proteins zeigte in den Behandlungsgruppen eine Zunahme bis um den Faktor 8,2. Vergleichbare Ergebnisse zeigten sich für die Änderungen des Expressionsverhaltens mit einer durchgängigen Zunahme in den Behandlungsgruppen.

Die Ergebnisse unserer Pilotstudie zeigen unter in-vitro Bedingungen eine Zunahme der knorpelspezifischen Proteine in 5 der 6 Behandlungsgruppen sowohl auf Protein- als auch mRNA Ebene durch Verwendung bio-aktivierter sPEG-PLGA- Konstrukte.