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Induzierte Degranulation von Thrombozyten-Aufarbeitungen erzeugt eine verbesserte osteogene Aktivität
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Autoren
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Jan Geßmann
- BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
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Dominik Seybold
- BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
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Elvira Peter
- BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Forschung, Bochum, Germany
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Thomas A. Schildhauer
- BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Klinik und Poliklinik, Bochum, Germany
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Manfred Köller
- BG Universitätsklinikum Bergmannsheil, Chirurgische Forschung, Bochum, Germany
| Veröffentlicht: | 13. Oktober 2014 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Positive Effekte auf die Weichgewebs- und Knochenheilung von Thrombozytenanreicherungen sind wegen der granulären Wachstumsfaktoren (PDGF, TGF-beta, IGF, EGF, VEGF, FGF) durch zahlreiche Studien belegt. Um die Konzentration freier Wachstumsfaktoren weiter zu erhöhen, wurde in dieser in-vitro Studie eine klinisch einfache Methode zur Degranulation von autologen Thrombozyten entwickelt, die gerade zum Einsatz im OP geeignet ist.
Methodik: Thrombozytenhaltiges Plasma (platelet poor plasma, PPP) wurde durch Zentrifugation (700xg, 8min) aus peripherem Blut freiwilliger Spender gewonnen. Thrombozytenreiches Plasma (platelet rich plasma, PRP) wurde mit dem Harvest-SmartPReP-System hergestellt. Anschließend wurde die Degranulation der Thrombozyten in beiden Plasmen jeweils durch zwei Methoden induziert:
- 1.
- Einfrier- / Auftauprozess (flüssiger Stickstoff für 2 min/37°C für 5 min)
- 2.
- Ultraschall (Leistung: 240W) für 30 min
Die biologische Aktivität der so induzierten Plasmen wurde auf subkonfluent wachsende humane mesenchymale Stammzellen (MSC) im Vergleich zu unbehandelten und thrombozytenfreien Plasmen analysiert. Die Zellproliferation der MSC sowie alkalische Phosphatase wurden fluorophotometrisch gemessen (AlamarBlue, AttoPhos). Die osteogene Differenzierung der MSC wurde über Mineralisierung (Alizarin Red S / Cetylpyridinium-Extraktion) qualitativ und quantitativ bestimmt.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Alle eingesetzten induzierten Plasmen (Thrombozytendegranulation) bewirkten verglichen zu unstimulierten Plasmen eine erhöhte Zellproliferation (PRP: p<0.001; PPP: p<0.05, n=5). Die Aktivität der alkalischen Phosphatase und der Anteil der mineralisierten Matrix (Alizarin) waren bereits nach 2 Wochen mit induzierten Plasmen ebenfalls signifikant (PRP: p<0.05; PPP: p<0.001, n=5) gesteigert. Es können patientenindividuelle, autologe Wachstumsfaktoren ohne chemische Stimulation der Thrombozyten im OP-Bereich bereitgestellt und in Kombination mit geeigneten Trägermatrices eingesetzt werden. Die mechanisch induzierte Thrombozytendegranulation ergibt dabei eine höhere osteogene Aktivität verglichen zu unbehandelten Thrombozytenaufarbeitungen.
