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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Isolierung und Charakterisierung von ovinen mesenchymalen Stammzellen zur präklinischen Untersuchung von zellbesiedelten Implantaten

Meeting Abstract

  • C. Rentsch - Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Dresden, Germany
  • R. Hess - Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien, Dresden, Germany
  • B. Rentsch - Catgut GmbH, Markneukirchen, Germany
  • D. Scharnweber - Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien, Dresden, Germany
  • H. Zwipp - Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Dresden, Germany
  • A. Biewener - Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Dresden, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocPO17-1116

DOI: 10.3205/09dkou679, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou6791

Published: October 15, 2009

© 2009 Rentsch et al.
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Fragestellung: Bei der Behandlung von Knochendefekten erlangen mittels des Tissue Engineering generierte Implantate immer mehr an Bedeutung. Für die präklinische Untersuchung solcher Implantate stellt das Schaf, zur Simulierung verschiedener Knochendefektszenarien, das ideale Tiermodell dar. Die für das Tissue Engineering erforderliche Anwendung von autologen Zellen macht eine vorherige Isolierung und Charakterisierung der Zellen notwendig. Ziel dieser Studie war es, ovine mesenchymale Stammzellen (oMSC) aus dem Knochenmark von Merino-Fleischschafen zu isolieren und erstmals eine vollständige Charakterisierung dieser Zellen hinsichtlich ihrer Morphologie, ihres Phänotyps und ihrer Kapazität multipel zu differenzieren zu dokumentieren.

Methodik: Es wurden Knochenmarkaspirate aus dem Beckenkamm von 7 Merino-Fleischschafen entnommen und die oMSC mittels Dichtegradientenzentrifugation isoliert. Neben der Morphologie und der Proliferationsrate wurden verschiedene Oberflächenmarker (u. a. CD45, CD73, CD90, CD105 und CD166) zur Bestimmung des Phänotyps untersucht sowie eine ausführliche Charakterisierung des Differenzierungsverhalten in osteogene (ALP, Kalziumabscheidung und Osteokalzin), adipogene (Oil Red O) und chondrogene (Alcian blue) Richtung durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Aus allen Knochenmarkaspiraten konnten Stammzellen isoliert werden, welche eine Adhärenz an Plastikoberflächen zeigten und neben dem Proliferationsverhalten alle für humane Stammzellen beschriebenen typischen Charakteristika aufwiesen. Die Oberflächenmarker waren positiv für CD73, CD90, CD105 und CD166 und negativ für CD45. Die osteogene Differenzierung wurde mittels positiver Osteokalzinfärbung, Alizarin red und van Kossa sowie über quantitative Kalziummessung nachgewiesen. Eine ALP Aktivität konnte mit den herkömmlichen Meßmethoden nicht nachgewiesen werden. Eingelagerte Lipidvakuolen wurden mittels Oil red O dokumentiert. Die charakteristischen chondrogenen Pellets wurden histologisch aufgearbeitet und die Matrixakkumulation konnte mittels Alcian blue nachgewiesen werden.

Innerhalb der vorliegenden Arbeit konnte erstmals ein vollständiges Charakterisierungsprogramm für oMSC etabliert werden. Dies bildet die Grundlage für die präklinische Untersuchung von zellbasierten Implantaten im Schaf.