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Fragestellung: Bei zweizeitigen Verfahren zur Behandlung von Schäden des Gelenkknorpels wie z. B. der autologen Chondrozytentransplantation (ACT) ist eine in vitro Expansion von Chondrozyten notwendig. Hierbei dedifferenzieren diese und reduzieren ihr chondrogenes Potential. Zur Reduktion dieser Effekte konstruierten wir das im Folgenden beschriebene Mausmodell. Ob in diesem in vivo Wachstum von Chondrozyten mit Bildung von hyalinem Knorpel möglich ist, war Fragestellung dieser Studie.

Methodik: Im Rahmen der ACT des Kniegelenks isolierten wir von Patienten mit Knorpelschäden der Patella und der medialen Femurkondlye (mFK) Biopsien vom Defektgrund und der den Defekt umgebenden Randleiste. Chondrozyten wurden isoliert, in vitro expandiert und insgesamt 300.000 Zellen für 5 Tage auf β -Tricalcium Phosphat (-TCP) Trägern kultiviert. Vorversuche dieses Trägermaterials hatten gezeigt, dass es nicht nur einen geeigneten Untergrund zur in vitro Chondrozytenkultivierung darstellt, sondern auch die Bildung von Knorpelgewebe ermöglicht. Anschließend wurden die zellbesiedelten Träger paravertebral subkutan in insgesamt 80 NOD-SCID Mäuse implantiert. Aufgrund der fehlenden Abstoßungsreaktion stellen diese immunkompromittierten Tiere ein in der Knorpelzellforschung etabliertes Modell dar. Nach 4 Wochen wurden die Träger entfernt und histologisch (Giemsa-Färbung, Elektronenmikroskopie) sowie molekularbiologisch (Real-time PCR) analysiert. Die Befunde sollten dann mit den Ergebnissen in vitro kultivierter Chondrozyten korreliert werden. Die statistische Auswertung erfolgte mittels SPSS-Software.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Vier Wochen nach Implantation hatten sich insgesamt 20 Tiere (25%) eigenständig die β-TCP Träger entfernt. Bei weiteren 20 Tieren fiel bei Explantation der Träger eine Adhäsion dieser mit dem umgebenden subkutanen Fettgewebe auf. Bei den verbliebenen 40 Trägermaterialien fand sich nur auf 15 (18,8%) eine Zell- oder Gewebebesiedelung. Histologische und elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass es sich hierbei um intakte Zellen bzw. Gewebe handelt. Real-time PCR Analysen fanden jedoch für die Mehrzahl der Proben keine Expressionsprofile typischer Knorpelmarker wie z. B. Collagen-2 oder Aggrecan. Nur 5 Proben (6,3%) zeigten positive und für Knorpelgewebe charakteristische Eigenschaften. Aufgrund der geringen Anzahl der abschließend verfügbaren Proben war keine Korrelation mit den uns vorliegenden Ergebnissen in vitro kultivierter Chondrozyten möglich. Auch weiterführende Subgruppenanalysen konnten nicht durchgeführt werden.

Obwohl es sich im Einzelnen sowohl bei dem von uns verwendeten Zellträgermaterial β-TCP als auch dem NOD-SCID Mausmodell um etablierte Methoden in der experimentellen Knorpelchirurgie handelt, scheint aus der Kombination dieser kein taugliches Modell zur in vivo Analyse von Chondrozyten oder Knorpelgewebe zu resultieren.