gms | German Medical Science

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

CD 133: Verbesserung der Knochenheilung durch lokale Transplantation von peripheren Blutzellen in einem intraoperativen Setup

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Bernd Preininger - Charite - Universitätsmedizin Berlin, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Klinik für Orthopädie, Berlin, Germany
  • Hinnerk Gerigk - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • Katharina Schmidt-Bleek - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Julius Wolff Institut, Berlin, Germany
  • Carsten-Frank Perka - Charité - Universitätsmedizin Berlin, Klinik für Orthopädie, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Berlin, Germany
  • Georg N. Duda - Julius Wolff Institut, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocWI23-468

DOI: 10.3205/12dkou082, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou0829

Published: October 2, 2012

© 2012 Preininger et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.


Outline

Text

Fragestellung: Das Potenzial der aus dem peripheren Blut gewonnener endothelialen Vorläuferzellen (pbEPC) zur Verbesserung der Angiogenese gewinnt zunehmend an Aufmerksamkeit. Ausreichende Angiogenese ist während der Geweberegeneration entscheidend; so auch während der Knochendefektheilung. Zusätzlich zum angiogenen Potential konnten kürzlich Osteoblasten-Marker (Osteocalcin) exprimierende pbEPC identifiziert werden. Die Hypothese der vorliegenden Arbeit war, dass die Knochenregeneration durch die lokale pbEPC Anwendung stimuliert werden kann. Das Ziel dieser Studie war es, die Effekte der lokalen Transplantation von pbEPC (eingebettet in einen autologen Vollblutklot, WBC) auf die verzögerte Knochenheilung in einem Rattenmodel zu analysieren.

Methodik: CD34, CD105 und CD133 (pbEPC-Marker) positive Zellen wurden mittels magnetischer Zellseparation (MACS) aus dem peripheren Blut von Spendertieren isoliert.

Das angiogene Potential der isolierten Zellen wurde im Tube Formation Assay in vitro analysiert. Zur in vivo Analyse wurden die pbEPC, eingebettet in einen autologen Blutkoagel, unmittelbar nach der Osteotomie lokal in ein standardisiertes Rattenknochendefektmodel transplantiert.

Therapieeffekte auf Kallusformation wurden mittels in vivo Mikro-Computertomographie (micro-CT) an den Tagen 14, 28 und 42 analysiert. Die Gewebedifferenzierung sowie die Anzahl der neugebildeten Gefäße wurden am Tag 42 histologisch untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: In vitro Ergebnisse zeigte für alle untersuchten Zelltypen hohe angiogenetische wie osteogene Potentiale, wobei CD133+ Zellen die besten Ergebnisse boten. In vivo zeigte sich in der mit CD133 behandelten Gruppe eine vermehrte Kallusbildung und eine höhere mineraldichte (BMD) des neu formierten Kallus im Vergleich zur WBC-Gruppe. Histologische Ergebnisse zeigten vor allem eine gesteigerte Bildung von mineralisiertem Gewebe innerhalb der Defektregionen sowie eine dreimal höhere Gefäßdichte nach 42 Tagen.

Die lokale Applikation von pbEPC aus dem peripheren Blut bei gestörter Knochenheilung führt zu einer verbesserten Angiogenese und zu einer vermehrten Formation von mineralisiertem Gewebe in die Regenerationszone. Somit bietet die lokale Transplantation von pbEPC eine therapeutische Möglichkeit durch lokale Stimulation der Angiogenese die gestörte Knochenheilung zu verbessern.