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Fragestellung: Die Behandlung großer Knochendefekte ist eine der großen Herausforderungen der modernen orthopädischen und traumatischen Chirurgie. Die Verwendung von plättchenreichem Fibrin (PRF) in Kombination mit mesenchymalen Stammzellen (MSC) als natürliches Hilfsmittel könnte dazu beitragen, die Regeneration zu beschleunigen. PRF wird in einem einstufigen Verfahren durch eine physiologische Gerinnungsbildung hergestellt und hat eine unterstützende Wirkung auf regenerative Zellen. In der vorliegenden Studie wurde PRF von Patienten nach chirurgischen Eingriffen mit gesunden Probanden verglichen, um die Entzündungsreaktion und die möglichen Auswirkungen auf MSC zu untersuchen.

Methodik: MSC wurden mit traumatisch aktiviertem PRF von Patienten (Trauma-PRF) bzw. PRF von gesunden Probanden (Kontroll-PRF) in einer modifizierten Boyden-Kammer koinkubiert, so dass MSC und PRF ausschließlich über das Medium kommunizieren. MSC, die in Kulturmedium ohne PRF kultiviert wurden, dienten als zusätzliche Kontrolle. Die Stoffwechselaktivität (MTT) sowie die Genexpression von osteogenen (COL1A, RUNX2), angiogenen (VEGF) und entzündlichen (IL-6) Markern wurde nach Inkubationszeiten von bis zu 120 Stunden bestimmt.

Ergebnisse: Die Inkubation von MSC mit PRF führte zu einer signifikanten Verringerung der Stoffwechselaktivität von MSC nach 24 Stunden im Vergleich zur Mediumkontrolle. Die Stoffwechselaktivität von MSC erholte sich auf das Kontrollniveau, wenn sie 120 Stunden lang mit Trauma-PRF inkubiert wurden, während die Erholung bei der Inkubation mit Kontroll-PRF signifikant niedriger ausfiel. Die Genexpression von COL1A und RUNX2 war in MSC nach Inkubation mit beiden PRF-Typen signifikant reduziert, während die VEGF- und IL-6-Genexpression nach 24-stündiger Ko-Inkubation mit Trauma-PRF und Kontroll-PRF im Vergleich zur Mediumkontrolle signifikant erhöht war. Sowohl die VEGF- als auch die IL-6-Genexpression sank nach 120 Stunden Ko-Inkubation mit Trauma-PRF im Vergleich zu den 24-Stunden-Werten.

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass PRF von Traumapatienten MSC leicht unterschiedlich beeinflusst, verglichen mit PRF von gesunden Freiwilligen. Interessanterweise dämpft PRF die Stoffwechselaktivität von MSC, wobei dieser Effekt mit der Dauer der Ko-Inkubation vor allem mit Trauma-PRF stetig abnahm. Die mutmaßlich verringerte Proliferation von mesenchymalen Stammzellen in Verbindung mit der verringerten Expression osteogener Gene, aber erhöhter Entzündungsaktivität könnte die schnelle Entwicklung eines proosteogenen Umfelds beeinträchtigen, was in Betracht gezogen werden sollte, wenn PRF in engem zeitlichen Zusammenhang mit einem Trauma eingesetzt wird.