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68. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
90. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
45. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Verband für Physiotherapie – Zentralverband der Physiotherapeuten/Krankengymnasten

19. bis 23.10.2004, Berlin

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Behandlung von mesenchymalen Progenitorzellen mit LIPUS (LowIntensityPulsedUltraSound) in Tissue Engineering Scaffolds steigert die Expression von chondrogenen Markern

Meeting Abstract (DGU 2004)

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  • presenting/speaker P. Angele - Universitätsklinikum, Unfallchirurgie, Regensburg
  • D. Schumann - Universitätsklinikum, Unfallchirurgie, Regensburg
  • R. Kujat - Universitätsklinikum, Unfallchirurgie, Regensburg
  • E. Mayr - Universitätsklinikum, Unfallchirurgie, Regensburg
  • M. Nerlich - Universitätsklinikum, Unfallchirurgie, Regensburg

Deutsche Gesellschaft für Unfallchirurgie. Deutsche Gesellschaft für Orthopädie und orthopädische Chirurgie. Berufsverband der Fachärzte für Orthopädie. 68. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 90. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 45. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 19.-23.10.2004. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2004. Doc04dguN4-82

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/meetings/dgu2004/04dgu0649.shtml

Published: October 19, 2004

© 2004 Angele et al.
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Fragestellung

Aus dem Knochenmark isolierte mesenchymale Progenitorzellen (MPC) sind bekannt für ihr hohes Potential unterschiedliche Zellarten bilden zu können. In geeignete Tissue Engineering Scaffolds (TES) eingebrachte MPCs können nach einer 21 tägigen Kultur in chondrogenen Medium knorpelähnliches Gewebe bilden. Niedrig-intensive gepulster Ultraschall (LIPUS) wird in der Knochenheilung bzw. bei Kallusdistraktionen eingesetzt (20 Minuten/Tag, 30mW/cm2). Bis heute ist noch wenig über den Einfluß von LIPUS auf MPCs in TES bekannt. Ziel dieser Studie ist die Untersuchung des

Einflusses von niedrig-intensiven gepulsten Ultraschall auf die Expression chondrogener Marker von MPC in TES.

Methoden

Zwei Millionen synchronisierte MPCs wurden in zylindrische, biodegradable Scaffolds (Hyaluronan/Gelatine Komposit) injiziert und bei 37°C/5% CO2 in serumfreien DMEM mit speziellen Zusätzen gemäß Johnstone [1], kultiviert. Das Sonic Accelerated Fracture Healing System [SAFHS], Exogen Inc, wurde verwendet um die Zell-Scaffold Konstrukte 24 h nach Zellbeimpfung für 20 min/Tag durch erste 7 Tage zu belasten. (Intensität 30mW/cm2, Frequenz 1kHz). Im Anschluss an die Belastungsphase wurden die Scaffolds 14 Tage in chondrogenen Medium weiter kultiviert. Am Tag 0, 7, 14, 21 wurden Proben für die Analytik entnommen. An den Proben wurden histologische (Toluidinblau) und immunhistochemische (Kollagen Typ II) Färbungen an Gefrierschnitten von formaldehydfixiertem Material, biochemische Bestimmungen von GAG, DNA und Kollagen, Biosynthesebestimmung von Kollagen, sowie molekularbiologische Analyse (RT-PCR) von Komponenten der Extrazellulärmatrix durchgeführt.

Ergebnisse

Sowohl die belastete als auch die unbelastete Gruppe zeigten eine chondrogene Differenzierung der MPC. Darüber hinaus konnte in der 7 Tage belasteten Gruppe ein signifikanter Anstieg der Typ II Kollagen- und Extrazellulärmatrixproduktion gegenüber der Kontrolle nachgewiesen werden (Typ II Kollagen +108%, Aggrecan +15%, Typ I Kollagen +17%).

Schlussfolgerungen

Belastung von MPCs in Tissue Engineering Scaffolds mit Ultraschall führt im Vergleich mit unbelasteten Proben zu einem Anstieg der Expression chondrogener Marker. Eine gesteigerte Produktion von hyalinen-knorpel ähnlichen Gewebe konnte gefunden werden.

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Literatur

1.
Johnstone B. et al., Exp. Cell Res.(1998).