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Joint German Congress of Orthopaedics and Trauma Surgery

02. - 06.10.2006, Berlin

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Effekte zyklischer Kompression und Perfusion auf stromale Knochenmarkzellen im 3-dimensionalen Matrix-Bioreaktor System

Meeting Abstract

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  • M. Jagodzinski - Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Hannover, Germany
  • A. Breitbart - Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Hannover, Germany
  • C. Haasper - Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Hannover, Germany
  • S. Hankemeier - Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Hannover, Germany
  • C. Hurschler - Labor für Biomechanik und Experimentelle Orthopädie, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Hannover, Germany
  • J. Zeichen - Unfallchirurgische Klinik, Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Hannover, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 02.-06.10.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. DocE.1.3-1148

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/meetings/dgu2006/06dgu0021.shtml

Published: September 28, 2006

© 2006 Jagodzinski et al.
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Problemstellung / Zielsetzung: Ziel dieser Untersuchung war, den Einfluß von Perfusion und von mechanischer Stimulation auf stromale Knochenmarkzellen, die auf einer 3-dimensionalen, biologischen Matrix angesiedelt wurden, zu untersuchen.

Methoden: Stromale Zellen aus dem Knochenmark (BMSC) wurden bei 6 Patienten im Rahmen von Routineeingriffen entnommen. Die Zellen wurden aufgereinigt und in vitro kultiviert. Zwischen 2. und 3. Passage wurden die Zellen mit einer Dichte von 10^6 Zellen auf bovine, lösungsmittelkonservierte Spongiosazylinder (Tutobone®) mit Medium aufgetragen. Nach 24 Stunden wurden die Matrices in einen Perfusions (P) oder einen Perfusions/ Mechanoreaktor (M) überführt (Abbildung 1 [Abb. 1]). Kontrollen (K) wurden ohne Stimulation kultiviert. Die Perfusionsrate war mit 10ml/min und die Stimulation mit 10% Längenänderung über 3x2 Stunden täglich konstant. Nach 24 Stunden, 1,2 und 3 Wochen wurden ein MTS-Test (Proliferation), sowie eine histologische und elektronenmikroskopische Untersuchung durchgeführt.

Ergebnisse: Der Substratumsatz war sowohl in der Perfusions- (0,23±0,09) als auch in der mechanischen Stimulationsgruppe (0,21±0,06) gegenüber der Kontrolle (0,08±0,04) erhöht (p<0,01). Dies blieb auch nach 2 (P: 0,24±0,09; M: 0,24±0,05) und 3 Wochen (P: 0,26±0,07; M: 0,24±0,06) konstant. Es konnte histologisch und elektronenmikroskopisch die Bildung neuer Matrix in den Poren des Spongiosablocks nachgewiesen werden. Die Proben, die unter Perfusion und unter Perfusion/ mechanischer Stimulation kultiviert wurden, zeigten eine deutlich gesteigerte Zellzahl in den Poren der Matrix. Die Zellen zeigten in allen Gruppen noch weitgehend undifferenzierte mesenchymale, stromale Zellen.

Schlussfolgerung: Der Einfluß von Perfusion erscheint gegenüber der mechanischen Stimulation im untersuchten 3-dimensionalen Zellkulturmodell für die Zellproliferation von elementarer Bedeutung. Der Einfluß der Stimulation auf die Zelldifferenzierung muß in weiterführenden Untersuchungen geklärt werden.