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Der Einfluss von Hypergravitation auf osteogen differenzierte adipogene mesenchymale Stammzellen
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Veröffentlicht: | 24. September 2019 |
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Adulte humane adipogene Stammzellen (ASCs) sind von wissenschaftlichem Interesse, da sie die Fähigkeit haben, sich multipotent in verschiedene Zellen des mesenchymalen Gewebetyps zu differenzieren. Dadurch sind ASCs zu einem wichtigen Bestandteil der regenerativen Medizin geworden. Es sind bereits viele Informationen über die Eigenschaften von ASCs in-vitro bekannt. Für die Knochenregeneration in-vivo spielen auch diverse mechanische Einflüsse wie Gravitationskraft oder Muskelzug eine Rolle, die in vorliegender Arbeit auf neuartige Weise in-vitro simuliert werden soll. Wir untersuchten die mechanischen Eigenschaften in Form von Hypergravitation in-vitro mit der Hypothese, dass der Einfluss der Hypergravitation die osteogene Differenzierung beschleunigt.
ASCs, die sich in der osteogenen Differenzierung befanden, wurden verschiedenen g-Kräften ausgesetzt. Dazu wurden ASCs jeweils alle 2 Tage über 2 Wochen entweder mit 10 g, 20 g, 30 g oder 40 g für eine Dauer von 3 Minuten zentrifugiert. Die Kontrollgruppe wurde nicht zentrifugiert und befand sich damit stets bei 1 g. Nach 2 Wochen erfolgte die Auswertung mittels Alizarinrot-Färbung und automatischer Quantifizierung am Spektrometer.
Es zeigte sich eine Zunahme der osteogen differenzierten ASCs in den Gruppen, welche 10 g und 20 g ausgesetzt waren im Vergleich zur Kontrollgruppe (1 g). Zwischen der Gruppe mit 30g und der Kontrollgruppe zeigten sich keine Unterschiede in der osteogenen Differenzierung und die ASCs der Gruppe, welche 40 g ausgesetzt waren, zeigte eine geringere osteogenen Differenzierung.
Die Ergebnisse der Gruppe mit 10 g und 20 g eröffnen eine Möglichkeit das Tissue Engineering von Knochengewebe zu verbessern, indem sich bei entsprechender Vorbehandlung der Zellen schneller Knochengewebe bilden und dies eine stabilere Struktur aufweisen könnte. Ob dieses Verfahren zu signifikant besserer Knochenbildung führt und die Struktur desselben verbessert, sollte in weiterführenden Versuchen genauer untersucht werden.