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Einleitung: Die Rekonstruktion von Knorpeldefekten im Kopf-Hals-Bereich gestaltet sich oft problematisch. Durch geeignete Knorpelersatzmaterialien könnten Defekte, welche durch radikale Tumorresektionen, Trauma oder während der embryonalen Entwicklung entstanden sind, rekonstruiert werden ohne autologes Gewebe an anderer Stelle entnehmen zu müssen. Als Alternative zu den derzeit durchgeführten Verfahren gilt das Tissue Engineering auf Basis resorbierbarer Trägermaterialien und autologer Chondrozyten. Ein vielversprechendes neues Material sind dezellularisierte chondrogene Biomatrices, die mit Chondrozyten aus Nasenseptum oder Ohrknorpel besiedelt werden können. Ziel dieser Arbeit war es das Einwachsen der Chondrozyten in die Knorpelmatrices zu optimieren, indem vor der Besiedelung eine Veränderung der Oberflächenstruktur der dezellularisierten Matrices mittels Laser durchgeführt wurde.

Methode: Dezellularisierte, porcine Biomatrices wurden mit einem CO2-Laser (Acu Pulse, Lumenis) und einem Erbium Yag-Laser (Superb XL) behandelt. Nach Isolation und Expansion humaner Chondrozyten aus Nasenseptumknorpel wurden diese auf die vorbereiteten Matrices aufgebracht und kultiviert. Nach 14, 28 und 42 Tagen wurden anhand histologischer und immunhistochemischer Färbungen die Zellverteilung, das Einwachsverhalten und die Produktion von Extrazellulärmatrix untersucht. Die Zytotoxizität der modifizierten Matrices wurde mit dem MTS-Assay überprüft.

Ergebnisse: Die humanen Chondrozyten adhärierten und expandierten in unverändert gutem Ausmaß auf den mit Laser behandelten porcinen Matrices. Im Vergleich zu den unbehandelten Matrices zeigte sich eine deutliche Oberflächenvergrößerung. Die Bildung extrazellulärer Matrixbestandteile konnte in allen Gruppen nachgewiesen werden. Das Einwachsen in tiefere Schichten der Trägermaterialien konnte durch die Laserbehandlung nicht wesentlich verbessert werden. In den gelaserten Bereichen zeigte sich sogar ein erschwertes Vordringen der Zellen. Die Biomatrices hatten auch nach Laserbehandlung keine zytotoxischen Effekte auf die Zellen. Die Beobachtungen waren von der Art des Lasers unabhängig und waren über den getesteten Zeitraum stabil.

Schlussfolgerung: Mit CO₂- oder Erbium Yag-Laser oberflächenmodifizierte dezellularisierte, porcine Knorpelmatrices können mit humanen Septumchondrozyten revitalisiert werden, ohne dass zytotoxische Effekte auftreten. Durch die Laserung erfolgt eine Oberflächenvergrößerung, jedoch wird das Einwachsverhalten der Chondrozyten in die Matrix im untersuchten Zeitraum nicht gefördert.