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Einleitung: Elektrospinning ist eine neue Methode um biomimetisches Knorpelersatzmaterial zu generieren. Dabei werden unterschiedliche Ausgangsmaterialien zu Polymervliesen vernetzt. Das Ziel der vorliegenden Studie war die Analyse des elektrogesponnenen Trägermaterials hinsichtlich seiner zytotoxischen, genotoxischen und chondrogener Differenzierungseigenschaften.

Methoden: Aus Polylactiden, Polycaprolactonen und Kollagen-Typ-I-Lösungen wurden Biomatrices unter-schiedlicher Zusammensetzung mit Hilfe einer Elektrospinning-Apparatur hergestellt. Diese Polymervliese wurden hinsichtlich ihrer Eignung zur Zellkultivierung einer zytotoxikologischen und genotoxikologischen Testreihe bestehend aus MTT-Assay, Comet-Assay, Mikrokerntest und Chromosomenaberrationstest unterzogen. Als Negativkontrolle dienten humane Fettstammzellen (ASC), als Positivkontrolle mit dem DNA-schädigenden Agens Methylmethansulfonat behandelte ASC. Die biokompatiblen Polymervliese wurden ausgewählt, um auf diesen ASC durch Zugabe von 10 ng TGFß-3 und 10 ng BMP-6 pro ml Medium chondrogen zu differenzieren. Diese Differenzierung wurde sowohl durch histologische Färbungen als auch durch RT-PCR mit knorpelspezifischen Primern (Aggrecan, Collagen IIa, Collagen IX, COMP, CILP) nachgewiesen. Humaner Nasenseptumknorpel diente als Positivkontrolle, nicht differenzierte ASC als Negativkontrolle.

Ergebnisse: Von 16 unterschiedlichen Polymervliesen zeigten die Polylactid- und Polycaprolacton-Polymere genotoxische und zytotoxische Eigenschaften. Biomatrices aus Kollagen-Typ-I-Fasern und Kollagen-Typ-I-Lactid-Polymeren hingegen ermöglichten ein normales Zellwachstum, ASC konnten auf ihnen chondrogen differenziert werden.

Schlussfolgerung: Die elektrogesponnenen Kollagen-Typ-I-Polymervliese sind aufgrund der sehr guten Zellverträglichkeit auch für den Tierversuch geeignet.

Unterstützt durch: Bundesministerium für Wirtschaft