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In vitro Analyse der Biomaterial/Knorpel-Regeneration mit dem bovinen Knorpel-Stanzen Modell
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Published: | October 23, 2013 |
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Fragestellung: Das untersuchte Implantat ist ein Kollagen Typ I Hydrogel, das bereits für das klinische Tissue Engineering zum Knorpelersatz genutzt wird. In dieser Studie wurde ein standardisiertes in vitro Modell zur biomechanischen Evaluation von Knorpelregulation etabliert, das auf der Ko-Kultur von bovinen Knorpelscheiben mit zellfreien oder zellbesiedelten Kollagenmatrizes beruht.
Methodik: Knorpelscheiben mit einem definierten äußeren Durchmesser von 6 mm und einem zentralen Defekt mit einem Durchmesser von 2 mm wurden unter sterilen Bedingungen aus bovinem Knorpel präpariert. Die Implantate (zellfrei oder besiedelt mit bovinen Chondrozyten) wurden in der inneren Aussparung der Knorpelscheiben platziert. Diese Konstrukte wurden für bis zu 12 Wochen bei 37°C und 5% CO2 kultiviert. Die biomechanische Auswertung wurde vor bzw. nach 4, 8, 10, und 12 Wochen in vitro Kultur mit einer standardisierten Test-Maschine durchgeführt, indem die zum Ausdrücken der Implantate aus den Knorpelscheiben erforderliche Kraft gemessen wurde.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Ausdrückkraft für zellfreie (signifikante Erhöhung nach 8 Wochen in vitro Kultur) und zellbesiedelte Implantate (numerische Verstärkung nach 12 Wochen) zeigte eine fortschreitende Erhöhung nach ausgedehnter in vitro Kultur.
Zusammenfassend weisen fortlaufend zunehmende Ausdrückkräfte für bis zu 12 Wochen Kultuvierung auf eine initiale Knorpelregeneration hin und implizieren eine Anheftung des Implantates an den umgebenden Knorpel. Das in vitro Knorpel-Regenerationsmodell könnte daher gut geeignet sein, um das in vivo Verhalten von Knorpel-Ersatzmaterialien für das Tissue Engineering vorherzusagen.