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Beschleunigung der Besiedelung von dezellularisierten Knorpelscaffolds in einem neuen Bioreaktor
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Autoren
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Eva Goldberg-Bockhorn
- Universitäts-HNO-Klinik, Ulm
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Sascha Princz
- Institut für Mechatronik und Medizintechnik, Hochschule Ulm, Ulm
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Ulla Wenzel
- Institut für Mechatronik und Medizintechnik, Hochschule Ulm, Ulm
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Ricarda Riepl
- Universitäts-HNO-Klinik, Ulm
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Silke Schwarz
- Institut für Anatomie, Klinikum Nürnberg Medical School, Nürnberg
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Martin Heßling
- Institut für Mechatronik und Medizintechnik, Hochschule Ulm, Ulm
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Nicole Rotter
- Kepler Universitätsklinikum, Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde, Linz, Österreich
| Veröffentlicht: | 13. April 2017 |
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Gliederung
Text
Hintergrund: Tissue Engineering von Knorpelgewebe auf Basis dezellularisierter extrazellulärer Knorpelmatrix (DECM) ist eine aussichtsreiche Methode für die Rekonstruktion von Knorpeldefekten im Kopf-Hals-Bereich. Bioreaktoren können die natürlichen Bedingungen in vitro imitieren und so die Eigenschaften des tissue engineerten Knorpels für die Transplantation optimieren. Ziel der Arbeit war die Analyse in vitro hergestellter Knorpelkonstrukte in einem neuen Bioreaktor mit Möglichkeit zum Online-Monitoring von pH und O2-Gehalt.
Methodik: Die Funktionsweise des Bioreaktors wird dargestellt. Mit humanen Chondrozyten (hCh) besiedelte DECM-Scaffolds wurden vollautomatisch unter kontinuierlichem Monitoring von O2 und pH kultiviert und nach 2, 4 und 6 Wochen analysiert. Als Kontrolle diente die statische 3D-Kultur. Anhand PCR und Immunhistochemie wurden Zellverteilung und Matrixproduktion analysiert und mittels DMMB-Assay verifiziert.
Ergebnisse: Histologie und Immunhistologie zeigen die Migration von hCh in die DECM und die Matrixneusynthese. Die Position der Scaffolds im Bioreaktor scheint nur einen geringen Einfluss auf diese Vorgänge zu haben. PCR und DMMB-Assay bestätigten die Zunahme knorpelspezifischer Proteine und die Neusynthese von Glycosaminoglycanen. Im Vergleich zur statischen Kultur zeigen die hCh im Bioreaktor eine langsamere Redifferenzierung bei gleichzeitig schnellerer Migration in die Scaffolds.
Schlussfolgerung: Der neu entwickelte Bioreaktor eignet sich für die dynamische Kultur von besiedelten Knorpelscaffolds. Weitere Modifikationen sollen das schnellere Einwachsen der Zellen mit einer stärkeren Redifferenzierung verbinden. Zukünftig soll mit diesem Bioreaktor eine automatische Qualitätskontrolle über die Inhaltsstoffe des verbrauchten Mediums erfolgen.
Unterstützt durch: BMBF, FKZ 03FH00813, Projekt BioopTiss
Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.
