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H+-Freisetzung aus Knochenersatzstoffen limitiert eine in vitro-Biokompatibilitätsprüfung
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Published: | October 19, 2004 |
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Fragestellung
In wieweit beeinflussen klinisch eingesetzte Knochenersatzstoffe den lokalen pH-Wert von Kulturnährmedien und welche Effekte haben diese Veränderungen auf die Vitalität von humanen Knochenmarkzellen?
Methoden
Prüfkörper verschiedener Knochenersatzstoffe (beta-TCP, boviner Knochen (HA), demineralisierte Knochenmatrix [DBX], Kollagen I/III) wurden standardisiert mit Zellkulturnährmedien (DMEM™, MesenCult™) über einen Zeitraum von 24 Std. inkubiert. Als Vergleichsgruppe diente eine 0.9%ige NaCl-Lösung. Zur Erfassung einer biomaterialabhängigen H+-Freisetzung wurde der Medien-pH-Wert nach vor Inkubation sowie nach 1, 5, 10, 15, 60 min. sowie nach 2 und 24 Std. gemessen. In einer zweiten Studie wurden konfluente humane Knochenmarkzellkulturen mit Zellkulturnährmedien versetzt, welche zuvor mit den genannten Biomaterialien über 4 Tage inkubiert wurden. Es folgte eine Vitalitätsprüfung der Kulturen via FACS.
Ergebnisse
Es zeigen sich biomaterialabhängige, signifikante pH-Unterschiede. Nach Inkubation mit den verschiedenen Knochenersatzstoffen zeigten sich folgende pH-Endwerte (NaCl): DBX: 4.5, HA: 6.4, beta-TCP: 6.3 und Kollagen I/III: 6.9. Die beiden Kulturmedien zeigten diesbezüglich unterschiedliche Pufferkapazitäten. Diese Ergebnisse korrelierten auch mit der Vitalitätsprüfung der Zellkulturen.
Schlussfolgerungen
Bei der Biokompatibilitätsprüfung durch Zellkultursysteme müssen initiale H+-Freisetzungen des Prüfkörpers sowie die Pufferkapazität des verwendeten Zellkulturnährmediums berücksichtigt werden.